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幾種夏威夷稀有蛾類的新物種毛蟲被發現能夠在完全浸沒和完全乾燥的環境中茁壯成長。它們是被描述為完全兩棲的首批昆蟲,一組研究人員在3月22日線上發表於《美國國家科學院院刊》的研究中報告稱。
這個屬,Hyposmocoma,包含超過400個物種,似乎至少有12個物種的毛蟲可以完全生活在水中或完全生活在陸地上。
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“如此靈活的兩棲生態以前從未被記錄過,”研究作者寫道,他們都來自檀香山夏威夷大學(U.H.)植物與環境生物保護科學系。“這些幼蟲可以呼吸,並在水面之上和之下無限期地進食。”
即使是水生毛蟲物種也很罕見,因為鱗翅目中只有大約75種,包括蛾和蝴蝶,並且包含超過15萬個物種。但是,這12種兩棲毛蟲物種能夠生活在陸地岩石裂縫中(距離水數米,以地衣和幹藻為食)或水下,附著在湍急的山溪中的岩石上(研究人員報告稱,它們似乎“依靠氧氣透過腹部親水性皮膚直接擴散”)。
比這項發現更讓科學家驚訝的是,兩棲能力出現在該屬的三個不同譜系中。在對來自89個物種和12個譜系中216個個體的2,243個鹼基對進行基因測序後,兩位研究人員在夏威夷大學(U.H.)昆蟲學副教授丹尼爾·魯比諾夫的帶領下發現,三條兩棲物種譜系被完全陸生物種譜系隔開,這意味著這些水生能力進化了三次,或者相反,其他幾個陸生譜系獨立地喪失了這些能力。
“任何一種情況都非常引人注目,”研究作者指出。它將“代表在昆蟲世界中,乃至可能在動物王國的其他地方,都未曾記錄過的真正兩棲生活方式的重複獲得或喪失”。
該屬似乎與夏威夷群島自身的變化同步進化。根據基因分析,水生能力可能在大約680萬年前出現——甚至在可愛島存在之前,並且至少有一個兩棲進化枝可能已有1020萬年的歷史。
魯比諾夫在給ScientificAmerican.com的電子郵件中寫道:“這項研究證明了島嶼系統對於進化研究的重要性。Hyposmocoma的極端多樣化表明,重要的不僅是正確的地點(夏威夷),還有正確的模板(Hyposmocoma的祖先),它能夠利用夏威夷群島在過去2000萬年中提供的生態機會。”
水生Hyposmocoma在水下生活並重新附著在岩石上的圖片,由P. Schmitz/Rubinoff實驗室提供