蚊子幼蟲發(fā)射自己的頭捕食同類，最終長成我們痛恨的樣子

原文標(biāo)題：《它發(fā)射自己的頭捕食同類，最終長成我們痛恨的樣子》

每到夏天就來擾人清夢的蚊子，總令我們?nèi)滩蛔〕罂?。然而有人痛恨蚊子的同時，也有人癡迷于這個物種。畢竟，它們的幼蟲能做到將自己的頭彈射出去 —— 字面意義上的發(fā)射頭部 —— 進(jìn)行捕獵，多么有趣、神奇，多么令人著迷。（可能也并不是……）

美國丹佛大都會州立學(xué)院（Metropolitan State University of Denver）的生物學(xué)家羅伯特?漢考克（Robert Hancock）在 20 世紀(jì) 80 年代就開始對蚊子著迷。在他還是俄亥俄州立大學(xué)（Ohio State University）的一位研究生時，就對自然界充滿了好奇和興趣。他希望通過更好地了解疾病的傳播媒介之一 —— 昆蟲，來幫助改善全球健康情況。

當(dāng)時指導(dǎo)他的教授拿出了一種巨蚊屬的蚊子 Toxorhynchites amboinensis 的幼蟲和一些微小的獵物，供同學(xué)們觀察。“拿一臺顯微鏡，看看你們是否能弄清楚這種蚊子幼蟲是如何捕捉獵物的?！苯淌诓贾昧诉@樣的任務(wù)?！白詈螅覀兌甲龅搅恕?，雖然這一切發(fā)生的太快了，只能模糊地分辨出蚊子幼蟲將獵物鏟進(jìn)嘴里的大致動作，漢考克說道。

從那以后，漢考克對蚊子和各種昆蟲越來越癡迷。尤其是體型較大的巨蚊，“它們的腿很漂亮，還可以四處擺動，”漢考克說。他開始更仔細(xì)地觀察這種蚊子。他注意到這種蚊子的幼蟲生活在水中時，會捕食其他昆蟲的幼蟲（通常是其他蚊子的幼蟲），而后再瘋狂地吃掉它們?！翱雌饋砭拖褚粓霰荣悾鼈兏傁喟选疅峁贰M(jìn)肚子里?！?/strong>

但漢考克一直想搞清楚蚊子幼蟲在進(jìn)行捕食的那一刻究竟發(fā)生了什么。但這一迅捷無比的捕食過程總是發(fā)生得太快，當(dāng)時根本沒有能以高分辨率和慢動作鏡頭剖析細(xì)節(jié)的設(shè)備和技術(shù)。如今，經(jīng)過三十多年的技術(shù)發(fā)展，漢考克終于拍攝到了那 15 毫秒內(nèi)發(fā)生的故事。這項研究于 2022 年 10 月被發(fā)表在《美國昆蟲學(xué)會年鑒》（Annals of the Entomological Society of America）上。

驚掉下巴

通過顯微攝影技術(shù)，漢考克和他的團隊捕捉到了 Toxorhynchites amboinensi 幼蟲發(fā)射頭部捕獵驚奇又恐怖的過程，“我們一看到它就驚掉了下巴，”漢考克說道，“誰都不敢相信我們所看到的?！?/p>

借助一個每秒能捕捉超過 4000 幀的相機，研究人員觀察到，蚊子幼蟲的頭會像魚叉一樣從身體里彈射出去，它們推測這一過程可能是通過身體不斷像“手風(fēng)琴”般扭動，來向頭部擠壓一股液體以提供動力的。但頭靠近獵物是一回事，抓住獵物又是另一回事。通過視頻能夠看出，蚊子幼蟲的頭部兩側(cè)各有一個可以開合的“刷子”狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)它的頭部精準(zhǔn)地靠近獵物時，這些刷子會呈扇形散開，形成研究人員所說的“像脆弱的籃子一樣的結(jié)構(gòu)”，而后將獵物掃進(jìn)口器里。

這種兇殘暴力的攻擊方式，可能會令多數(shù)人大吃一驚。因為我們所熟知的蚊子總是偷偷摸摸地吸食人類等動物的皮下血液，或是吸食植物的汁液和花蜜。總體來講，是較為“優(yōu)雅”的捕食方式。然而，其實蚊子的卵多是在水中孵化，而幼蟲在數(shù)周之內(nèi)都不會呈現(xiàn)出我們熟悉的像蒲公英一般的飛行姿態(tài)。在水生階段，這些幼蟲的外表和進(jìn)食方式都與成蟲大相徑庭。

除了將漢考克迷得神魂顛倒的 T. amboinensis，他還拍攝了另一種鱗蚊屬蚊子 Psorophora ciliata 幼蟲的捕獵過程，對比之下，它的“魚叉”頭更強大，射程也更遠(yuǎn)。

此外，漢考克和同事捕捉到了第三種肉食性蚊子靛藍(lán)煞蚊（Sabethes cyaneu）幼蟲捕食的過程，這種蚊子身體上的金屬色澤極具辨識度，也被稱為世界上最好看的蚊子。靛藍(lán)煞蚊并不像前兩種蚊子那樣能發(fā)射頭部，但它們的身體非常靈活，經(jīng)常會在水中晃來晃去地擺動。它們通過尾部的虹吸管吸入氧氣，但這種結(jié)構(gòu)卻不只有一種作用。隨著身體擺動的虹吸管更像是一種“誘餌”，吸引到獵物后，靛藍(lán)煞蚊幼蟲會將它長長的身體卷向毫無防備的獵物，用尾巴抓住它，然后迅速塞入口器中。

這段暴力的蚊子幼蟲捕食影像是漢考克數(shù)十年工作的結(jié)晶，“我們以前從未在任何情況下看到過這兩種捕食方式的任何一種，”漢考克表示。

以蚊治蚊

蚊科下屬的蚊子種類極多，其中絕大多數(shù)的幼蟲都是兼性捕食者，也就是能夠以碎屑、微生物或其他有機物質(zhì)，包括腐爛的物質(zhì)為食。因此這項研究中的三種蚊子幼蟲能進(jìn)化出狩獵能力，成為完全的掠食性（主動捕食其他生物）動物，其實是“非常巧妙”的。甚至從它們復(fù)雜精準(zhǔn)的捕獵過程來看，在一定程度上是可以與鯊魚、獅子等頂級捕食者相類比的。“單看它們的捕食過程，都是非常復(fù)雜且高度進(jìn)化的捕食者會用到的，但它卻恰好是幼蟲階段的蚊子，”美國范德堡大學(xué)（Vanderbilt University）的蚊蟲研究員 LJ?茨維伯爾（LJ Zwiebel）表示，他并沒有參與這項新研究。

茨維伯爾一直專注研究攜帶、傳播瘧疾的蚊子。他發(fā)現(xiàn)這些昆蟲，即使是在最弱小的幼蟲階段，也已經(jīng)演化出發(fā)達(dá)的嗅覺，具有極高的環(huán)境適應(yīng)性。在數(shù)億年的進(jìn)化過程中，它們有選擇地挑選“技能點”，使得這些蚊子幼蟲特別擅長存活到成蟲階段。

而漢考克投入精力最多的 Toxorhynchites amboinensis 成蟲實際上主要依靠植物的汁液生存，并不是人類疾病的傳播媒介。但它們的幼蟲作為以其他昆蟲為食的貪婪的幼蟲捕食者，恰恰可以用來管理和控制其他蚊子種群的增長。實驗結(jié)果顯示，在同一處水體中，能發(fā)射頭部捕獵的 Psorophora ciliata 幼蟲可能會吃掉所有其他昆蟲的幼蟲。因此，將它們投放到相對較大的水體中，理論上可以在滅殺蚊蟲數(shù)量上發(fā)揮更大的作用。

如今，終于捕捉到蚊子幼蟲，弄清楚它們的捕獵方式，漢考克像是完成了一項人生夙愿。但他并不會滿足，“我無法將目光從這些蚊子身上移開。它們太漂亮了，”漢考克說。有時，他覺得自己既像一位科學(xué)家，又像一位藝術(shù)家，因為他總是被拍攝對象的色彩所吸引。文中提到的蚊子靛藍(lán)煞蚊在完全變態(tài)后，成蟲有著極為美麗的彩虹色鱗片，“它看起來像一輛跑車”，漢考克說道。

卑微地慶幸，蚊子長大后只是用針管狀的口器扎人……

論文鏈接：

https://academic.oup.com/aesa/article/115/6/461/6746937?login=false#380607872

參考鏈接：

• https://www.smithsonianmag.com/smart-news/mosquito-larvae-launch-their-heads-to-capture-prey-180980949/

• https://www.sciencenews.org/article/mosquito-head-neck-launch-video-footage

• https://www.cbc.ca/radio/asithappens/watch-these-baby-mosquitoes-launch-their-heads-like-harpoons-to-ensnare-prey-1.6608739

• https://www.nytimes.com/2022/10/04/science/mosquito-larvae-harpoon.html

本文來自微信公眾號：環(huán)球科學(xué) （ID：huanqiukexue），撰文：不周，審校：二七

廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。