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角蝉:惊艳的帽子起源 精选

已有 14177 次阅读 2011-5-20 23:24 |系统分类:科普集锦|关键词:起源,角蝉,翅膀| 起源, 翅膀, 角蝉

苍蝇、角蝉

热带雨林是虫的天堂。蚊子、苍蝇、蝉、蟑螂、蚂蚁,有太多太多的生命,他们的样子是我们所想象不出来的,也是我们不敢想象的。比如角蝉

 

角蝉是半翅目(Hemiptera)角蝉科(Membracidae)昆虫,全世界近3千种。角蝉外形跟蝉相似,区别在于头部上方有奇异的帽子,有像落叶的,有像树皮、刺、鸟粪、蚂蚁或者其它各种各样的东西(如下图)。 

 

种各样的角蝉

角蝉最吸引人类,或者是科学家的就是其形态万千的帽子。角蝉的帽子是用来干什么的? 帽子是如何发育来的?

既然有超过3千种角蝉,帽子的功能和作用自然也是各种各样的。有的拟态伪装,躲避天敌;有的装饰,吸引异性,还有的是当武器使用。

 

乍一看,角蝉的帽子看起来很像是身体的附属物。这些帽子极有可能是蝉基因突变之后,产生的附属物。这种观点一直占据上风,直到最近一项研究发现,其实自然是很经济的,有高度的统一性的。法国科学家Benjamin Prud’homme在最近在Nature发表一篇文章,阐明了角蝉的帽子其实和昆虫的翅膀有着同样的起源

 

 

发现角蝉帽子和翅膀相同起源的故事说来巧合。作者在野外捕捉角蝉的时候,发现有的角蝉的帽子很容易脱落。通过形态学解剖,发现角蝉的帽子生在头和腹部之间,也就是喉部。通过和已有的果蝇翅膀发育对比研究(如上图),发现角蝉帽子发育和其它昆虫的翅膀发育都被同一个基因(T1)控制着。T1基因起源于2.5亿年前,至今依然控制着昆虫的翅膀发育过程。昆虫角蝉的帽子和昆虫的翅膀均被古老的机制控制着。

 

角蝉的帽子和昆虫的翅膀具有相同的起源。这个重大的发现,再一次证明了纷繁复杂的自然界被简单的法则控制着。

 

同时,我们也必须明白,我们对于自然的了解依然有限。角蝉的角为什么如此多样?其功能到底是什么?很多回答都还只是人为主观的猜测。正如作者所言,角蝉通过振动发出巨大的叫声,帽子的功能也许是用来感受声波,以便相互交流。

 

虽有突破,但未来依旧是不解之谜。

 

参考文献: Prud’homme, B. et al. 2011.  Body plan innovations in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage.  Nature 473: 83-86.

图片来源:Alex wild

精美的角蝉

 



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