纺织娘的妖歌

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  古希腊神话故事中有女妖用美丽歌喉迷惑水手的故事:在希腊一座荒僻的小岛上住着几位妖艳妩媚的女妖,她们经常用迷人的歌声让过往船只不由自主地驶向小岛,当船只搁浅后,她们便将船上的船员们一个个剖腹掺心,活活吃掉……久而久之,小岛沿岸便堆积了累累白骨。这只是一个神话传说,不过,在昆虫世界中却的的确确生活着一种能唱妖歌的物种,它就是斑点纺织娘。
  
  “夫妻二人转”
  
  在澳大利亚东部一望无际的干旱田野上生长着许多高大灌木,蝉就生活在这些树的树梢上,它们一天到晚不知疲倦地歌唱着……
  天刚蒙蒙亮,一只雄蝉率先唱起了情歌。它先是发出一阵响亮的吱喳声,然后就“知了”、“知了”地唱个没完。它的求爱歌声很快得到了回应。不远处传来一阵“咔嚓”声,似乎是雌蝉发出的。雄蝉每唱一句,总会得到一阵“咔嚓”的回答。雄蝉的好运似乎来了:一只雌蝉向它发出了接受求爱的信号。雄蝉开始朝发出咔嚓声的地方缓缓爬去,一路走一路高声唱着。它越走越近,咔嚓声越来越响亮,很快它就感觉到了树叶传来的颤动。雄蝉确定了目标位置,朝前迈出了最后一步。
  绿光一闪,一对长长的绿腿从树叶中迅速弹出,将雄蝉紧紧抱住,然后一对强健的昆虫下颚死死地咬住蝉的头部。哪儿出错了?歌声正确,回答信号也正确,哪儿都没错!实际上,蝉是被欺骗了,诱人的“咔嚓”声并非是雌蝉发出的爱的呼唤,而是由一种食肉昆虫发出的欺骗信号。
  蝉类专家戴夫·马歇尔和他的妻子凯西·希尔在第一次听到这种昆虫的“夫妻二人转”时也被深深地吸引住了。这种蝉的拉丁文名叫kobonga oxleyi,属于姬蝉族,雌雄之间通过特定的呼叫一回应方式确定对方的位置。然而。在他们寻找发出-回应信号的雌蝉时,看到的却是一只大个头的斑点纺织娘。
  斑点纺织娘的拉丁名是Chlorobalius leucoviridis,广泛分布于澳大利亚内陆干旱地区,这种昆虫具有模仿天才,善于通过模仿雌蝉的回应歌声来诱捕雄蝉,也因此成为第一种被发现的利用声音进行“攻击性拟态”的昆虫。
  动物的模仿大多属于“防卫性拟态”。许多昆虫把自己伪装成树叶、花朵、嫩枝,或者味道很差的动物,以愚弄其天敌,逃避食肉动物的攻击。“攻击性拟态”则不同,食肉动物通过这种拟态,以虚假的性允诺愚弄和诱捕猎物。最著名的“攻击性拟态”的例子是流星锤蛛的“气味拟态”:流星锤蛛能散发出一种类似雌性飞蛾的性激素气味来引诱雄性飞蛾;另一个著名例子是肉食性萤火虫的“视觉拟态”:这种萤火虫的雌虫能模仿其他种类萤火虫雌虫发出的光来诱捕其雄虫。
  除了“气味拟态”和“视觉拟态”,现在又增添了纺织娘的“声音拟态”。纺织娘的妖歌或许可以解释蝉的歌声为何如此丰富多彩、进化如此迅速等原因。
  雄蝉以善唱著称,当它们一起合唱时,声音可达到震耳欲聋的程度。蝉的歌声由一连串快速咔嚓声组成,从蝉的鼓室发出。这是一对膜状器官,位于腹部两侧,叫做声鼓。声鼓的外面覆着盖片,里面有鼓膜和完整的扩音系统,由两片褶膜、一个音响板和一个通风管组成。蝉在高歌时,不是用锤敲鼓,而是用肌肉缓缓颤动,扯动鼓膜,振动空气,发出的颤音在褶膜里扩大,经过音响板反射,使音量变得更大,最后从张开的盖片传扬出去。只有雄蝉生有鼓室。通常情况下,雄蝉唱歌,雌蝉悄悄靠近。雌蝉虽然不会唱歌,但在雄蝉高歌时,它也会时不时地快速扇动一下翅膀,发出一阵响亮的咔嚓声。雄蝉听到声音后,转向发出声响的地方,并通过声音确定雌蝉的大体位置。当雄蝉靠近雌蝉时,它会观察雌蝉扇动翅膀的动作。
  每个种类的蝉都有自己独特的歌声,雌蝉因而能够据此识别自己的同类。某些种类蝉的歌声由简单的脉冲咔嚓声组成,其他种类的则复杂得多,通常一开始会有一个长长的前奏,然后进入呼叫一应答阶段。雌蝉扇动翅膀发出的声音短促而平淡,雄蝉通过速度节奏识别其类别。雄蝉的每支歌里都包含着许多信息暗号,雌蝉必须对这些信息暗号作出准确而迅速的回答才能吸引雄蝉。只要熟悉蝉的这种“夫妻二重唱”,就很容易识别里面的信息。一般来说,它由短促而相对响亮的咔嚓爆发音构成,然后戛然而止。
  
  多才多艺的模仿大师
  
  蝉歌的这种结构特点为生物学家提供了研究机会。他们发现,可以通过打响指将雄蝉从树上引下来,当然要掌握好恰当时机,而且还需要一些技巧。比如雌蝉一般会在70毫秒内对雄蝉发出的信息暗号作出反应,如果能在听到雄蝉的信号暗号后100毫秒内打响手指,雄蝉就会对响指信号作出反应。
  2005年的一天,希尔和马歇尔与澳大利亚博物馆蝉类专家马克斯·莫尔德在昆士兰地区收集标本,夜营坎纳马拉小镇附近。第二天早上,希尔起得很早,她听到一只蝉在帐篷外起劲地唱歌,从声音判断这是一个很难收集的种类,于是拿起一个捕捉网走出了帐篷。
  希尔看到一只又小又黑的雄蝉正在向发出声响的地方靠近,可就在它离声源只有大约20厘米远时,它突然飞到了另一棵树上。过了一会儿,希尔又听到另一只雄蝉开始唱歌,接着听到有雌蝉用咔嚓声作答。她悄悄地靠了过去,但走近时却发现,发出咔嚓声的根本不是蝉,而是一只相貌狰狞的纺织娘。她赶紧跑回到早先听到咔嚓声的那棵树下,结果发现了另一只纺织娘。大约有10厘米长,伪装得非常巧妙。
  纺织娘与蝉的“二重唱”录音显示。纺织娘对蝉的模仿十分准确,可以说到了惟妙惟肖的程度。纺织娘的声音短促、平淡,频率范围广,而且同雌蝉一样,每次发声都是在雄蝉发出信息暗号58秒(平均数)后发出。纺织娘还通过视觉信号让雄蝉知道它所在的位置,只是它不能像雌蝉那样扇动翅膀,而是通过急速收弹腿做到了这一点。
  希尔和马歇尔猜测,纺织娘模仿雌蝉的发声只是其掠食策略的一部分。为了证实这一猜测,傍晚时候,他们支起一顶帐篷,将从坎纳马拉捉来的纺织娘放进这个临时实验室,然后又放进去几只雄蝉。这让他们心痛不已,因为这些蝉都是很难收集到的品种,为了试验他们只好忍痛割爱了。当第一只蝉开始高歌时,纺织娘很快作出了回应。这只雄蝉开始慢慢地走向纺织娘,就在越来越靠近时,纺织娘突然伸出前腿捉住雄蝉,在其头部咬了一口将其制服。雄蝉很快就被吃了个精光,只剩下不易消化的前翅。在经过五次杀戮试验后,希尔和马歇尔的猜测得到了证实。
  随着考察活动的不断进行,纺织娘的模仿天才展露无遗,它们能吸引唱不同曲调的各种蝉。生物学家们一路上又捕捉到几种蝉,这让他们收集的蝉种不断增加。当他们驱车前行时,这些标本中时不时地有一两只会唱一下情歌,引得纺织娘赶忙咔嚓作答。
  为了检验纺织娘的模仿才能,希尔和马歇尔用手提电脑播放录制的蝉鸣声。他们一共测试了26种蝉,结果发现纺织 娘能对其中的22种作出正确的应答,而且时机掌握得都非常好。它们甚至能对来自新西兰和北美的蝉鸣作出正确的回应,而此前它们从未听到过后者的歌声。
  到2008年时,希尔和马歇尔已经录制了长达30多分钟的蝉和纺织娘的“二重唱”,歌声可谓变化多端,从只有非常简单的一种音调到带有长长前奏曲的复杂曲段,从简单、孤立的“滴答”声,到持续近2秒钟的“激隋乐章”,不一而足。无论雄蝉唱出多么复杂的情歌似乎都难不倒纺织娘。纺织娘并不在意吃哪种蝉,因此蝉歌的音节无论多么复杂,多么优美动听都与它们毫不相干,它们只需识别出雄蝉的信息暗号即可。只要音节简短目戛然而止,它们就会发出回答信号,从而让雄蝉上当受骗。当然,纺织娘也并非总是正确。当马歇尔和希尔夫妇沿着澳大利亚公路旅行时,他们发现捉到的纺织娘有时会对任何一种简短、尖利的声音作出反应,比如两枚硬币碰撞发出的声音、汽车指示信号声,等等。“它们不是完美的,它们也不需要完美。”马歇尔说。
  纺织娘是如何进化出“攻击性拟态”的呢?关于这个问题还需要进一步的研究。与禅一样,纺织娘也属于鸣虫,还具备鸣虫的声学模仿能力,拥有发声结构、听觉器官以及能解读音位的大脑。你可能会认为,只有雌性纺织娘能发出咔嚓声引诱蝉,实际上雌雄纺织娘都用这种办法诱捕蝉。马歇尔和希尔认为,纺织娘进化出模仿能力纯粹是为了食肉这一目地。
  
  “音乐军备竞赛”
  
  多年来昆虫学家一直想解开鸣虫的求爱歌声之谜,而马歇尔和希尔的发现可能有助于他们解答多种问题,比如是何种因素促进了鸣虫求爱歌声的变化。它们为何变化得如此迅速等。通常情况下,性特征是相对稳定的,如果一只雄蝉唱得太过与众不同,雌蝉就无法识别它,它就会失去交配机会。蝉歌变化太快常常是种群发生分化的最初迹象。对于那些生活在同一地区的刚分化出来的新种类来说,其歌声改变的原因显而易见:必须与众不同才能让配偶识别。推动变化的另一种力量可能来自雌虫的选择偏好,雌虫的吹毛求疵往往迫使雄虫改变其音调,以表现它的优秀品质,这或许正是某些蝉歌为何变化如此迅速的原因。
  仅就姬蝉来说,马歇尔和希尔猜测掠食动物可能是促使其歌声发生变化的推动力之一。这是一场“音乐军备竞赛”,姬蝉只有在竞赛中击败斑点纺织娘才有可能生存下去。某些蝉歌非常复杂,伴有短乐句,听起来很像是某种信息暗号,纺织娘在听到这些短乐句后会发出咔嚓声,但雌蝉从不这样做。这是为什么?希尔认为这可能是雄蝉发出的假信号,以引诱纺织娘暴露自己。而当纺织娘识破这些假信息后,蝉就必须发明更多的欺骗信息,以让自己在这场竞赛中始终处于领先地位,其结果是加快了蝉歌的变化速度。这或许可以解释一些蝉鸣为何变得如此复杂。
  蝉在与纺织娘的竞赛中变得越来越聪明,某些蝉对于那些没有掌握好恰当时机的响指似乎更加警觉。它们对咔嚓声的精准度和出现时间有着极严格的标准。至少有一种蝉已经能识破纺织娘的欺骗诡计,这也就是希尔最初看到的那只小黑蝉在靠近纺织娘后又突然飞走的原因。正是这只小黑蝉,科学家最终发现了“声音攻击性拟态”。
  
  相关链接
  
  昆虫的攻击性拟态
  昆虫世界中的拟态大部分属于“防卫性拟态”,可以帮助猎物躲避食肉动物的攻击。“攻击性拟态”则是指食肉动物利用交配承诺或虚假食物诱骗猎物的一种手段。比如琵琶鱼用头部“钓竿”上的肉质突起、短吻鳄用蠕虫般的粉红色舌头作为诱饵。不过,最老辣的“攻击性拟态”当属利用求偶信号吸引猎物,其中最著名的例子之一是流星锤蛛。
  雌性流星锤蛛通过分泌少许雌蛾信息素来吸引雄蛾。这种技艺非凡的蜘蛛利用其吐出的一根细丝末端的黏液团捕捉猎物。当飞蛾靠近时,它舞动起黏液团,看上去就像功夫高手在舞动流星锤。黏液团的快速运动很容易让雄蛾误认为是一只雌蛾在飞动,从而进入蜘蛛的攻击范围。蜘蛛看准目标,一锤砸去,只要飞蛾被击中,就立刻被黏性极强的黏液团粘住,稀里糊涂地成为蜘蛛的口中食。为了诱使昆虫靠得足够近,流星锤蛛还会释放一种易挥发化合物,里面含有蛾的信息素成分。大部分种类的流星锤蛛只捕捉一种蛾,但也有一种流星锤蛛能捕捉数种蛾,秘密就在于它能根据不同种类的蛾改变其“化学香水”的味道。
  比流星锤蛛技高一筹的是扁萤属萤火虫的雌虫,它们堪称昆虫世界中最狡猾的“女巫”。这是一种高度特化的掠食昆虫,喜欢躲在暗处偷偷窥探红萤属萤火虫的求偶闪光信号,然后模仿其雌虫向雄虫发射足以乱真的闪光回应信号,诱使求偶心切的雄虫误入其早已布好的陷阱。然而,演技更高超的是扁萤属的雄虫,它可以模拟红萤属雌虫猎物的闪光,当其被吸引过来并准备对“猎物”发动攻击时,它又机警地转换成它自己的求偶信号,雌虫就稀里糊涂地成了它的爱情俘虏。
  在设置爱情骗局方面,雄性蟋蟀的技艺并不亚于雄性萤火虫,所不同的是,雄性蟋蟀是通过叫声来吸引异性,歌声最动听的雄性蟋蟀往往会得到异性的青睐。不过,这种方法也有弊端,就是在吸引异性的同时会招来竞争者。于是,有的雄性蟋蟀玩起了“螳螂捕蝉黄雀在后”的把戏:它偷偷躲藏在一只雄性蟋蟀的身后,待这只雄性蟋蟀用歌声把一只雌性蟋蟀吸引过来后,之前悄无声息的它便会模仿这只雄性蟋蟀的叫声,假装动听的月下情歌是它唱出来的,雌性蟋蟀被它所迷惑并与之进行交配,令在一旁的雄性蟋蟀纳闷不已:“问题究竟出在哪儿呢?”
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