
今日科普两种奇怪但是有趣的动物,一个是女性力量的代言,钝口螈;另一个是看起来弱不禁风却能霸凌鳄鱼的蝴蝶,珠袖蝶。
01
钝口螈
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(American feminist poster by unknown artist. Slogan coined in 1970 by Australian filmmaker/ activist Irina Dunn.)
钝口螈是北美的蝾螈属动物,包括32 个物种,其中有著名的墨西哥钝口螈。32 个物种?嗯,差不多吧。对分类学家和进化生物学家来说,它们绝对是一场噩梦,因为美国五大湖地区居住着一个全雌性的谱系。
读到这里,人们脑海中跳出的第一个想法是:它们怎么可能存活下来?有性生殖在整个动物界中几乎无处不在,最大的优势是基因重组——不同个体的遗传物质混合在一起,能产生多样化的种群。多样性为自然选择提供了更大的空间,当灾难来临时,至少有一些个体能够幸免于难并适应环境。尽管如此,有些物种的繁殖方式却在这种经典的有性途径之外。例如,有些动物可以无性繁殖,在没有任何来自其他有机体的遗传物质的情况下自我复制。但全为雌性的钝口螈并不完全如此——它们是单性的。
单性生殖脊椎动物共有80种左右,它们采用三种繁殖模式,分别是:孤雌生殖,也就是卵在没有受精的情况下发育;雌核发育,和第一种非常相似,但需要精子来激活卵子发育(尽管精子的遗传物质对后代没有贡献);最后是杂合发育,卵细胞会受精,但雄性基因不会遗传给后代。单性生殖的钝口螈采取的策略是雌核发育:需要精子来启动卵子的产生过程。
为了繁殖,它们诉诸基因窃取:从生活在同一地区的四种雄性蝾螈身上窃取精子。雄性蝾螈通常会存放小型的精荚,以供雌性受精,然而单性生殖的钝口螈女士们则偷偷拿走精子激发生殖,然后丢掉精子,它们更倾向于产生自己的克隆体。这就罢了,更复杂的是:钝口螈有时会将来自其他物种的雄性基因整合到后代中,相当于遗传中的“自选混搭”——而这会产生非常复杂的基因组。
人类得到两组基因,一组来自母亲,一组来自父亲,这使我们成为二倍体。但单性生殖的钝口螈可以是三倍体、四倍体,甚至五倍体。它们可以将附近几个不同物种的雄性基因组合到一个卵子中。这种做法,好比是你的DNA 中不仅含有妈妈和爸爸的基因,还含有大猩猩、黑猩猩和红毛猩猩的基因。这种基因组的混搭彻底摧毁了传统的物种概念。
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(内页插图)
我们怎么知道所有这些单性蝾螈实际上并不属于四个独立物种?线索就在线粒体DNA中,这种DNA只遗传自母亲,可以巧妙地确定母系血统。就钝口螈来说,单性钝口螈的线粒体DNA是相似的,但与四个“亲本”(亲本,参与杂交过程的雄性和雌性个体的统称。)物种都不同,后者的遗传物质在进化历史的不同阶段都有所体现。有趣的是,单性繁殖的钝口螈非常成功。在某些种群中,它们的数量比有性繁殖蝾螈的数量多出1倍。
02
珠袖蝶
“鳄鱼的眼泪”一词自古以来就广为人知,至少可以追溯到普鲁塔克时代,用于指代不真诚地展示同情或悲伤等情感的行为。但究竟是什么会让一条真正的鳄鱼流泪呢?
鳄鱼通常不会哭哭啼啼,但在现实生活中,有一种动物确实会让它们哭泣。这种生物就是看起来人畜无害的珠袖蝶,它们这样做是为了饮用鳄鱼的眼泪。这种行为被称为“食泪”,可能听起来怪怪的,有种冷漠无情且有点恶心的神经质的意味,但实际上这仅仅是一种获取必要矿物质的方式。珠袖蝶甚至会用它的长喙戳鳄鱼的眼睛,来刺激眼泪分泌。不仅鳄鱼(尤其是凯门鳄)会成为蝴蝶霸凌的受害者,海龟也是营养丰富的眼泪的好来源。
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(图片来源于网络)
喝眼泪是一类更广泛的行为的一部分,它被称为“趋泥行为”,通俗地说,是“通过饮用奇怪的物质来获取营养”。和其他一些昆虫一样,蝴蝶会摄取最奇怪的液体――从水坑里的水、腐烂的植物和动物的组织,到粪便、尿液,还有字面意义上的血液、汗水和眼泪。在珠袖蝶这里,主要是雄性蝴蝶会有趋泥行为——它们需要矿物质来产生精荚。交配时,它们把这些富含矿物质的包裹传递给雌性,作为结婚礼物。与此同时,雌性珠袖蝶则坚持素食,利用花粉中的营养物质产卵。无论雌雄都以花蜜为食。
珠袖蝶会把卵产在西番莲藤上,而对于被饥饿的珠袖蝶毛毛虫吞食的前景,西番莲可不太高兴。因此,各种西番莲都进化出了防御食草昆虫的能力——甚至能应付那些结构相当复杂的昆虫。其中,最基本的保护机制是长出难以分解的厚叶子,以及改良过的可以刺穿幼虫身体的钩状毛刺。
更复杂的方法是欺骗:一些西番莲藤会长出相当令人信服的假蝴蝶卵,表明自己已经被占用,产卵的雌蝶该换个地方了。有些则会长出卷须状的器官,看似是完美的产卵点——然而,卵产在上面后,卷须就会脱落,从而摆脱了麻烦的吃白食者。西番莲还能进行化学防御,它含有微量的氰化物,可以起到威慑昆虫的作用。此外,大多数西番莲物种都能产生令蚂蚁无法抗拒的含糖物质,从而获得盟友。蚂蚁在吃点甜点之余……嗯,还会攻击并带走蝴蝶幼虫。
但蝴蝶也可以看穿其中一些诡计。珠袖蝶脚上有化学感受器,蝴蝶妈妈会用脚“品尝”味道,非常仔细地寻找产卵位置。有时,它们可能会在目标植物旁边产卵,而不是产在目标植物上,以保护后代免受蚂蚁的侵害,且让它们距离食物仅有几步之遥。幼虫会在卷须上觅食,而不是去吃那些嚼不烂的叶子,而且它们还能在危险的钩刺下面或上面行走。至于氰化物,它实际上对珠袖蝶有利,因为吃了氰化物的幼虫能让捕食者难以下咽。
事实上,正是西番莲藤中的氰化物成为珠袖蝶及同类蝴蝶的识别标志。它们鲜艳的橙色翅膀是一种警告信号:“我味道不好,不要吃我。”珠袖蝶不是唯一使用橙色作为警示的物种——其他难吃的新热带蝴蝶也会这样做。这种具有同样目的的诚实信号被称为缪勒拟态,而形成“橙色综合体”的蝴蝶强化了这一信息:远离姜黄色!
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注:图文经广西师范大学出版社授权使用,
文字摘自图书,有部分删改。
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