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在澳大利亚的一个树林里,一只雄蝉在树梢上唱响了求爱的“小夜曲”。它先来了一段明快的“吱喳”声作为序曲,接着开始反复吟唱“库克,库克”。这时,附近传来了“咔哒”声。雄蝉每次唱出“库克,库克”,这个“咔哒”声都会予以应和。这是雌蝉对雄蝉歌声的回应。于是,雄蝉慢慢地向声源方向移动。它越靠近,回应的声音就越响。终于,雄蝉确定了声源所在位置,它的“新娘”正在那里等着它。雄蝉开始冲刺。
几乎就在一瞬间,雄蝉被一对绿色的大腿紧紧抱住,一对有力的大颚咬住了它的脑袋。这到底是怎么回事?它的歌声很动听,得到的回应也很正确,但为什么招来杀身之祸?事实上,雄蝉被骗了。发出回应声的不是雌蝉,而是一种贪婪而狡猾的捕猎者——生活在澳大利亚的斑点猎螽。这种绿白相间的螽斯拥有一种罕见的天赋,能够模仿雌蝉的应答声来诱捕雄蝉。
致命的“情歌对唱”
美国昆虫学家马歇尔和希尔夫妇是研究蝉类的专家,他们首次听到斑点猎螽的声音时也上当了。
当时马歇尔和希尔正在澳大利亚研究姬蝉,这个家族中的雄蝉和雌蝉能够用声音彼此应答。在澳大利亚,会表演“情歌对唱”的蝉有上百种。当雄蝉歌唱时,雌蝉会根据歌声中的提示暗号振动翅膀,发出有节奏的“咔哒”声作为回应。对于熟悉姬蝉“情歌对唱”的人来说,雄蝉歌声中的提示暗号很容易识别,昆虫学家甚至可以通过在适当的时机打响指把雄蝉从树上引下来。
2005年,马歇尔和希尔前往昆士兰采集标本。一天晚上,他们在一个小镇宿营。第二天,希尔起得很早,她听见一只雄蝉在鸣叫,听起来声音很特别。她听出那是一种很难采集的蝉,于是带上网兜想把它抓住。这时,希尔听到雌蝉回应的“咔哒”声。同时,她看见一只雄性小黑蝉慢慢地向声源移动。但是,当它离声源只有20厘米的时候,却突然飞向另一棵树,逃走了。
希尔既没有抓住那只雄蝉,也没有找到雌蝉。几个小时后,另一只雄蝉又开始鸣叫,有两种“咔哒”声立即回应。这次,希尔终于发现,其中一只发出应答声的“雌蝉”竟然是一只面露凶相的斑点猎螽。希尔赶紧回到前一次听到“雌蝉”应答声的那棵树下,结果发现了另一只狡猾的捕猎者,体长10厘米左右。
通过分析录音,希尔和马歇尔发现,斑点猎螽对蝉鸣的模仿十分精确。它发出的回应声简短而平淡,却有着宽广的频率范围,就像雌蝉一样,而且,平均在58毫秒内就对雄蝉做出回应。不仅如此,它还会急速抖动腿部来模拟雌蝉拍击翅膀的动作。
希尔和马歇尔猜测,模仿雌蝉发出“咔哒”声是斑点猎螽捕食策略的一部分。这种想法很快得到了证实。他们支起了一个帐篷,把抓到的斑点猎螽置于其中,接着放入不少雄蝉。当第一只雄蝉鸣叫后,斑点猎螽立即做出了回应。雄蝉慢慢地向斑点猎螽靠近,突然,斑点猎螽用带刺的前足抱住了雄蝉,咬住它的头部,最终将它吃得只剩下不能消化的翅膀。随后,又有5只雄蝉成为斑点猎螽的腹中餐。
多才多艺的模仿大师
截至2008年,马歇尔和希尔已经录制了超过30分钟的雄蝉与斑点猎螽的二重唱。在试验的26种蝉鸣中,斑点猎螽能够对22种做出准确回应,其中18种的准确率在90%以上。
斑点猎螽的多才多艺令人印象深刻,但实际上它并不像看上去那么聪明。雌蝉必须完整地识别同种雄蝉的歌声,虽然它们只需要对特定的提示暗号作出回应。而斑点猎螽却并不介意自己能够招引哪种雄蝉,因此它们对雄蝉歌声中华丽的装饰音毫不在意,它们关心的只是其中的提示暗号。只要它们在一个戛然而止的乐句之后发出“咔哒”声,就可能引来一只雄蝉。马歇尔猜测,斑点猎螽以一些基本原则为基础发展出一套应答机制,因此可以对多种蝉鸣做出回应,但它也会犯错误。他发现,斑点猎螽对任何一种短促、尖锐的响声都会做出回应,比如两枚硬币的碰撞声、汽车变向指示灯发出的声音等,它们也不需要完美。
斑点猎螽的攻击性模仿能力究竟从何而来,这仍是一种未解之谜。斑点猎螽是螽斯的一种,和蝉一样,螽斯也是鸣虫,体内也有一套声学“设备”──发音装置、接听装置,还有处理信号的大脑。有些螽斯也会“对唱情歌”,雄虫首先鸣唱,雌虫做出回应。然而,斑点猎螽的鸣唱并不是求偶歌声的简单改编,因为如果这样的话,其异性之间应该也会彼此唱和,但它们似乎没有这种习性。而且,如果斑点猎螽的鸣唱由求偶歌声改编而来,那么应该只有雌性斑点猎螽能够回应雄蝉。但是,实际上无论雌雄,它们都会用这种方法捕食雄蝉。
音乐军备竞赛
对于研究蝉类的专家而言,这些发现也许有助于回答一个复杂的问题。多年来,蝉求爱的歌声一直让蝉类专家感到困惑。一般说来,如果一只雄性鸣虫的鸣声过于另类,雌性鸣虫可能无法识别它,雄虫就会失去繁殖下一代的机会。然而,鸣蝉依旧进化得出乎意料的快,常常成为种群分化形成新物种的第一个信号。
对于在同一地区进化而来的新品种来说,产生这种现象的原因显而易见,它们的歌声必须极具特色才能被配偶辨认出来。另一个驱动蝉鸣产生变化的压力可能来自雌蝉。挑剔的雌蝉要求雄蝉唱出多变的曲调,如果雄蝉能够办到,说明它们体质健康,基因优秀。然而,事实上雌蝉并不这么挑剔。那么,蝉鸣为何进化得如此多变而迅速呢?
马歇尔和希尔猜测,就姬蝉而言,斑点猎螽的捕食行为是导致其歌声多变的动力之一。姬蝉必须在音乐军备竞赛中击败斑点猎螽才能生存繁衍。一些姬蝉的歌声极为复杂,伴有类似提示暗号的短暂停顿,斑点猎螽会对此做出回应,而雌蝉却不会。这些可能是诱使斑点猎螽暴露自己身份的虚假信号。这样,雄蝉就知道捕食者的存在,从而及时逃脱。一旦斑点猎螽识破了那些虚假的暗号,姬蝉就必须进化出更多更复杂的蝉鸣。也许这就是为什么一些蝉鸣如此复杂的原因。
这不是发现冒名顶替者的唯一招数,一些种类的姬蝉对于应答声的音质和时机有更为严格的选择标准。还记得前面提到的那只小黑蝉吗?它和伪装成雌蝉的斑点猎螽唱和了一阵,在距离“杀手”20厘米时逃之夭夭。显然,它在最后关头发现了斑点猎螽的破绽。这也许就是这种小黑蝉能够在斑点猎螽分布的地区内广泛生存的原因。
几乎就在一瞬间,雄蝉被一对绿色的大腿紧紧抱住,一对有力的大颚咬住了它的脑袋。这到底是怎么回事?它的歌声很动听,得到的回应也很正确,但为什么招来杀身之祸?事实上,雄蝉被骗了。发出回应声的不是雌蝉,而是一种贪婪而狡猾的捕猎者——生活在澳大利亚的斑点猎螽。这种绿白相间的螽斯拥有一种罕见的天赋,能够模仿雌蝉的应答声来诱捕雄蝉。
致命的“情歌对唱”
美国昆虫学家马歇尔和希尔夫妇是研究蝉类的专家,他们首次听到斑点猎螽的声音时也上当了。
当时马歇尔和希尔正在澳大利亚研究姬蝉,这个家族中的雄蝉和雌蝉能够用声音彼此应答。在澳大利亚,会表演“情歌对唱”的蝉有上百种。当雄蝉歌唱时,雌蝉会根据歌声中的提示暗号振动翅膀,发出有节奏的“咔哒”声作为回应。对于熟悉姬蝉“情歌对唱”的人来说,雄蝉歌声中的提示暗号很容易识别,昆虫学家甚至可以通过在适当的时机打响指把雄蝉从树上引下来。
2005年,马歇尔和希尔前往昆士兰采集标本。一天晚上,他们在一个小镇宿营。第二天,希尔起得很早,她听见一只雄蝉在鸣叫,听起来声音很特别。她听出那是一种很难采集的蝉,于是带上网兜想把它抓住。这时,希尔听到雌蝉回应的“咔哒”声。同时,她看见一只雄性小黑蝉慢慢地向声源移动。但是,当它离声源只有20厘米的时候,却突然飞向另一棵树,逃走了。
希尔既没有抓住那只雄蝉,也没有找到雌蝉。几个小时后,另一只雄蝉又开始鸣叫,有两种“咔哒”声立即回应。这次,希尔终于发现,其中一只发出应答声的“雌蝉”竟然是一只面露凶相的斑点猎螽。希尔赶紧回到前一次听到“雌蝉”应答声的那棵树下,结果发现了另一只狡猾的捕猎者,体长10厘米左右。
通过分析录音,希尔和马歇尔发现,斑点猎螽对蝉鸣的模仿十分精确。它发出的回应声简短而平淡,却有着宽广的频率范围,就像雌蝉一样,而且,平均在58毫秒内就对雄蝉做出回应。不仅如此,它还会急速抖动腿部来模拟雌蝉拍击翅膀的动作。
希尔和马歇尔猜测,模仿雌蝉发出“咔哒”声是斑点猎螽捕食策略的一部分。这种想法很快得到了证实。他们支起了一个帐篷,把抓到的斑点猎螽置于其中,接着放入不少雄蝉。当第一只雄蝉鸣叫后,斑点猎螽立即做出了回应。雄蝉慢慢地向斑点猎螽靠近,突然,斑点猎螽用带刺的前足抱住了雄蝉,咬住它的头部,最终将它吃得只剩下不能消化的翅膀。随后,又有5只雄蝉成为斑点猎螽的腹中餐。
多才多艺的模仿大师
截至2008年,马歇尔和希尔已经录制了超过30分钟的雄蝉与斑点猎螽的二重唱。在试验的26种蝉鸣中,斑点猎螽能够对22种做出准确回应,其中18种的准确率在90%以上。
斑点猎螽的多才多艺令人印象深刻,但实际上它并不像看上去那么聪明。雌蝉必须完整地识别同种雄蝉的歌声,虽然它们只需要对特定的提示暗号作出回应。而斑点猎螽却并不介意自己能够招引哪种雄蝉,因此它们对雄蝉歌声中华丽的装饰音毫不在意,它们关心的只是其中的提示暗号。只要它们在一个戛然而止的乐句之后发出“咔哒”声,就可能引来一只雄蝉。马歇尔猜测,斑点猎螽以一些基本原则为基础发展出一套应答机制,因此可以对多种蝉鸣做出回应,但它也会犯错误。他发现,斑点猎螽对任何一种短促、尖锐的响声都会做出回应,比如两枚硬币的碰撞声、汽车变向指示灯发出的声音等,它们也不需要完美。
斑点猎螽的攻击性模仿能力究竟从何而来,这仍是一种未解之谜。斑点猎螽是螽斯的一种,和蝉一样,螽斯也是鸣虫,体内也有一套声学“设备”──发音装置、接听装置,还有处理信号的大脑。有些螽斯也会“对唱情歌”,雄虫首先鸣唱,雌虫做出回应。然而,斑点猎螽的鸣唱并不是求偶歌声的简单改编,因为如果这样的话,其异性之间应该也会彼此唱和,但它们似乎没有这种习性。而且,如果斑点猎螽的鸣唱由求偶歌声改编而来,那么应该只有雌性斑点猎螽能够回应雄蝉。但是,实际上无论雌雄,它们都会用这种方法捕食雄蝉。
音乐军备竞赛
对于研究蝉类的专家而言,这些发现也许有助于回答一个复杂的问题。多年来,蝉求爱的歌声一直让蝉类专家感到困惑。一般说来,如果一只雄性鸣虫的鸣声过于另类,雌性鸣虫可能无法识别它,雄虫就会失去繁殖下一代的机会。然而,鸣蝉依旧进化得出乎意料的快,常常成为种群分化形成新物种的第一个信号。
对于在同一地区进化而来的新品种来说,产生这种现象的原因显而易见,它们的歌声必须极具特色才能被配偶辨认出来。另一个驱动蝉鸣产生变化的压力可能来自雌蝉。挑剔的雌蝉要求雄蝉唱出多变的曲调,如果雄蝉能够办到,说明它们体质健康,基因优秀。然而,事实上雌蝉并不这么挑剔。那么,蝉鸣为何进化得如此多变而迅速呢?
马歇尔和希尔猜测,就姬蝉而言,斑点猎螽的捕食行为是导致其歌声多变的动力之一。姬蝉必须在音乐军备竞赛中击败斑点猎螽才能生存繁衍。一些姬蝉的歌声极为复杂,伴有类似提示暗号的短暂停顿,斑点猎螽会对此做出回应,而雌蝉却不会。这些可能是诱使斑点猎螽暴露自己身份的虚假信号。这样,雄蝉就知道捕食者的存在,从而及时逃脱。一旦斑点猎螽识破了那些虚假的暗号,姬蝉就必须进化出更多更复杂的蝉鸣。也许这就是为什么一些蝉鸣如此复杂的原因。
这不是发现冒名顶替者的唯一招数,一些种类的姬蝉对于应答声的音质和时机有更为严格的选择标准。还记得前面提到的那只小黑蝉吗?它和伪装成雌蝉的斑点猎螽唱和了一阵,在距离“杀手”20厘米时逃之夭夭。显然,它在最后关头发现了斑点猎螽的破绽。这也许就是这种小黑蝉能够在斑点猎螽分布的地区内广泛生存的原因。