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小昆蟲,當心巨大的畫筆
在阿拉斯加州東南角深處,坐落著威爾士王子島,它是美國第四大島嶼。面積約為2500平方英里,比長島(僅排名第11位)大1000平方英里左右。在這個面積可觀但偏遠的島嶼的北端,居住著世界上最默默無聞的昆蟲之一。
它被稱為Caurinus tlagu,並且剛剛於本月在《Zookeys》雜誌上發表了描述文章。它生活在一種“原始的”、可愛的,並且也有點默默無聞的(取決於您的地理位置、視角和植物學訓練)植物上,這種植物被稱為苔類植物。如果您想捕捉到它,您必須這樣做(進行以下“掃網”的人是洛倫·羅素,他在1970年代後期發現並描述了第一個也是唯一另一個Caurinus物種)
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事實證明,Caurinus tlagu可以表演一個巧妙的把戲。接下來發生了什麼
是的。好奇的Caurinus tlagu像跳蚤一樣跳躍(而且非常可愛)。事實證明,這可能是有充分理由的。
一種奇特的生物
C. tlagu 在阿拉斯加大學博物館的昆蟲學實驗室首次亮相,該博物館像許多自然歷史博物館一樣,每年都會接收數千個新標本。學生吉爾·斯托克布里奇發現了它,並將其展示給昆蟲館館長德里克·賽克斯(他拍攝並解說了上面的影片)。他感到困惑。他們在網上釋出了尋求專家幫助的請求。
事實證明,這種不起眼的小昆蟲非常難以識別,即使對於許多專家來說也是如此。根據賽克斯和斯托克布里奇的說法,使用博物學家常用的、通常很繁瑣的二歧檢索表來識別已描述物種的人,在昆蟲版本中找不到該屬的任何物種,因為它們缺乏喙,這是它們所屬的目:長翅目的典型特徵。這對組合還指出,為了增加識別的樂趣,它們也缺乏任何昆蟲目的特徵,這些特徵會將它們歸為任何成年期具有退化或殘餘翅膀而無法飛行的昆蟲目。耶。
經過多次不正確的猜測後,蒙大拿州立大學的邁克爾·艾維最終給出了正確的鑑定。正如前面提到的,唯一已知的另一種Caurinus物種——C. dectes——是洛倫·羅素在1970年代後期在俄勒岡州和華盛頓州描述的。他稱其為“可以說是最奇異和神秘的長翅目和[產生幼蟲的]昆蟲物種之一”。
然而,從外觀上看,非專家可能不會這麼認為。它看起來像一個小蟲子。一個小的例外是它的翅膀。雌性實際上是無翅的,只有橢圓形的瓣或“墊”在它們應該在的地方。雄性長著多刺的、“縮短的、像剪刀一樣的翅膀”,它們不是用來飛行的,而是用來在交配時抓住它們的伴侶。我很難想象它們是如何做到這一點的。
然而,撇開翅膀不談,對於一種非常默默無聞和稀有的昆蟲來說,它看起來如此……嗯……普通。顯然,這裡發生了一些奇怪的事情。
在冰川侵蝕中倖存下來 ....
例如,C. tlagu 是如何最終出現在威爾士王子島上的,這有點令人費解。它距離其屬中唯一已知的另一種物種,羅素的C. dectes的已知寄主範圍有1059公里。更重要的是,在威斯康星冰期晚期,即26000年至13000年前,該島“大部分”被冰覆蓋。在此之前,在地球上越來越精神分裂的過去300萬年左右的許多其他冰期中,它曾多次被冰川覆蓋。
生物學和地質學線索似乎表明,在無情的冰川中存在著小的無冰區,並且小昆蟲有可能在這些避難所中度過了嚴寒,然後在間冰期(比如我們目前所處的間冰期)重新徵服任何被冰釋放出來的土地。
賽克斯和斯托克布里奇還認為,基於Caurinus屬與其最接近的屬——Boreus(其最早的推測化石可追溯到侏羅紀晚期)之間巨大的遺傳差異,這兩種物種很可能是“進化遺蹟”,也就是說,它們是1.45億年前甚至更早存在的一個更大的群體中僅存的少數成員。
……以及躲避恐龍
這意味著,我們的小跳躍昆蟲不僅默默無聞,而且還非常古老,並且躲過了小行星、恐龍以及冰川。考慮到它們所屬目的譜系,這並不令人驚訝。長翅目——蠍蛉(其中一個科以其名字命名了整個類群,因為它的尾巴像蠍子的蟄針)——僅包含9科600種物種。這個目似乎很古老,而且不僅僅是古老,似乎還過了鼎盛時期。它們的化石在下二疊紀岩石中非常豐富,而且根據邁克爾·惠廷在《Zoologica Scripta》上發表的關於該分類群的論文,沒有其他產生幼蟲的昆蟲目中,已滅絕的科和屬的數量似乎比現存的科和屬的數量多出三比一。
Caurinus 在該目中的科是 Boreidae,即雪蠍蛉或雪跳蚤(不要與也稱為“雪跳蚤”的彈尾蟲混淆)。該科分佈在北半球,僅包含3屬26種物種。成蟲傾向於在冬季出現,喜歡以苔蘚和苔類植物為食,並通常與它們一起活動,儘管正如羅素在第一個影片中指出的那樣,Caurinus 似乎並不介意跳躍。實際上,雪跳蚤在它們所屬目的其他成員中脫穎而出,當它們願意時,可以跳躍高達30釐米。這不僅使它們能夠擺脫大多數捕食者,而且還能夠更輕鬆地穿過新落下的蓬鬆的雪,否則這些雪將難以穿越。在一個屬 Hesperoboreus 中,雄性使用其跳躍能力撲向它選定的雌性。聰明的傢伙。
巨大的一躍……
所以它們像跳蚤一樣跳躍。那又怎樣?事實證明,還有一些其他的雪蠍蛉科特徵讓人聯想到跳蚤。它們以類似的方式分泌使跳躍成為可能的蛋白質彈性蛋白,這與蝗蟲和蜻蜓的方式不同。它們都具有多個性染色體和位於“骨骼窩”中的眼睛。雪跳蚤的卵巢小管——構成昆蟲卵巢的產卵管——與其他長翅目昆蟲不同,但類似於跳蚤體內發現的卵巢小管。
最後,這是 C. tlagu 的“透明化”(去除內臟)外骨骼:
這是羅伯特·胡克繪製的跳蚤版畫
你不必眯著眼睛就能看出相似之處。
一段時間以來,科學家們認為跳蚤和蒼蠅是彼此最親近的親屬。或者跳蚤和整個長翅目有這種關係。但在2000年代初期,一位科學家——楊百翰大學的邁克爾·惠廷,我之前提到過他在《Zoologica Scripta》上發表的論文——對長翅目所有昆蟲的核糖體(蛋白質生產結構)中發現的RNA編碼的兩個基因和兩個DNA片段進行了比較分析。他也將跳蚤納入其中。
與26種雪跳蚤相比,真正的跳蚤包括令人印象深刻的15科238屬共2380種物種。跳蚤幾乎完全是哺乳動物的寄生蟲。與雪跳蚤不同,它們缺乏複眼,並且具有專門用於昆蟲學家喜歡稱之為“刺吸式”的口器。它們分佈在每個大陸和陸地棲息地,並傳播歷史上一些最令人恐懼的人類疾病:鼠疫、斑疹傷寒、兔熱病。它們對其他哺乳動物也不友好。例如,在狗身上,它們可以傳播寄生蟲(有趣的事實:根據惠廷的說法,它們還具有“極其複雜的生殖器”)。
……為了寄生蟲類
當他完成時,惠廷的研究表明,雪跳蚤——長翅目中真正喜歡雪和苔類植物,並且不會傷害……嗯,跳蚤的微小、默默無聞、害羞的亞群體——很可能是它們最親近的現存親屬。
在他的分析中,Caurinus,我們默默無聞的小屬,是雪跳蚤中最基底或“原始”的,這意味著它首先分支出來,並且可能——僅僅是可能——最接近地類似於這兩個類群的最後共同祖先。這當然意味著,一種為了幫助在雪地中導航和逃避捕食者而發展出來的特徵,可能幫助一些活潑、可愛的素食者成為了地球上最成功、最令人討厭和最致命的吸血哺乳動物寄生蟲之一。
參考文獻
Sikes D. & Stockbridge J. (2013). Description of Caurinus tlagu, new species, from Prince of Wales Island, Alaska (Mecoptera, Boreidae, Caurininae), ZooKeys, 316 35-53. DOI: 10.3897/zookeys.316.5400
Whiting M.F. (2002). Mecoptera is paraphyletic: multiple genes and phylogeny of Mecoptera and Siphonaptera, Zoologica Scripta, 31 (1) 93-104. DOI: 10.1046/j.0300-3256.2001.00095.x


