本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。
蝸牛的殼既是移動家園,也是移動防禦系統。但是您知道它們也可以用殼來做這個嗎?
那隻可憐的甲蟲看起來又驚又暈。
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事實證明,在日本北海道島和日本海對面的俄羅斯東北部地區,有兩種相關的蝸牛物種——Karaftohelix gainesi 和 Karaftohelix selskii——具有驚人的能力,可以用它們的殼敲擊捕食者,將最初進化為堡壘的結構重新用作主動擊打的武器。以蝸牛為食的甲蟲被蝸牛推開甚至翻過來。甲蟲真的討厭那樣。
一支由日本和俄羅斯科學家組成的團隊想知道,僅僅是捕食壓力是否會導致這種行為的進化。他們得出的結論是,情況確實如此,在一篇11月11日發表在《科學報告》雜誌上的論文中。沒有其他明顯的生態因素可以解釋這種差異,因為會敲擊甲蟲的蝸牛與島嶼和大陸上密切相關的縮殼蝸牛並排生活,吃同樣的食物,並在相同的枯葉層上爬行。根據他們對蝸牛 DNA 的研究,同樣的敲擊行為似乎在北海道和俄羅斯獨立進化了兩次,這也強烈暗示了針對捕食壓力的自然選擇是其原因,作者寫道。
為什麼會發生這種情況呢?敲擊型蝸牛的殼稍大,入口也大得多,而退縮型蝸牛則相反。較大的開口允許更強壯的甩殼肌肉和更大的蝸牛透過,而較小、較厚的開口(以及隨之而來的較小蝸牛)使得捕食性甲蟲更難將頭部伸入選擇退縮的蝸牛的殼中。作者寫道,這兩種策略之間存在權衡,因此他們沒有發現任何中間型別的殼,無論是作為一個獨特的物種還是在物種內部。顯然,一旦一個物種選擇了一種策略,自然選擇就會將其殼和身體推向一個極端或另一個極端,因為甩殼者如果體型較大則更容易生存,而護殼者如果體型較小且可以縮小它們的“前門”則更容易生存。作者說,這種由捕食壓力造成的向相反體型的推動反過來可能會鼓勵生殖隔離,從而導致物種形成,因為這些蝸牛更喜歡體型相似的配偶。
唯一已知的類似行為的另一個例子發生在另一種日本蝸牛 Acusta despecta 身上,當它們受到攻擊時,奇怪的是,攻擊者是螢火蟲的幼蟲。除此之外,世界其他地方顯然沒有會用殼敲擊捕食者的蝸牛。
參考文獻
森井雄太, 拉里薩·普羅佐洛娃, 和 千葉悟. "陸地蝸牛被動和主動防禦的平行進化." 科學報告 6 (2016).