- 完全顛覆你的認(rèn)知！人人都討厭的蒼蠅，竟然這么神奇
- 本站編輯:幫幫拜思特發(fā)布日期：2020-01-10 10:48 瀏覽次數(shù)：
一說起蒼蠅，你會(huì)聯(lián)想到哪些詞語？估計(jì)答案中，“骯臟、細(xì)菌、腐敗”這類詞語榜上有名。但在科研人員眼里，這些小蟲子是多樣的、奇妙的生命，是大千世界中不可或缺的角色之一。
蠅類在生物界中起到什么作用？
蠅類，或稱蒼蠅，在昆蟲分類學(xué)中隸屬于雙翅目環(huán)裂亞目。全世界已被雙翅目學(xué)者命名的蠅類約有40000種，中國分布有近5000種（薛萬琦等，2009；由于分類學(xué)的新種增加和異名修訂，該數(shù)字有變動(dòng)）。
喜歡生活在水邊的溜蠅
圖片來源：作者攝于新疆，蠅類進(jìn)化生物學(xué)研究組保留權(quán)利
在物種多樣性如此之高的蠅類中，僅蠅科的家蠅、麗蠅科的絲光綠蠅、廁蠅科的夏廁蠅和麻蠅科的棕尾別麻蠅等少數(shù)種類與我們的生活環(huán)境有"密切聯(lián)系"：它們均是以城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村等環(huán)境中的腐敗物質(zhì)或動(dòng)物排泄物為食的腐生性物種--滋擾你的討厭家伙，不外乎是來自這4個(gè)科的10余種蒼蠅。
蠅類龐大的種類數(shù)目、以及食性的復(fù)雜程度，都說明了一個(gè)事實(shí)：無論你喜不喜歡，蒼蠅是一類在演化史中非常成功的類群。該類群經(jīng)歷了爆發(fā)式的適應(yīng)性輻射演化，從而擁有了高度多樣性的生活史。
中國的溜蠅區(qū)系研究，從胡經(jīng)甫、范滋德和薛萬琦幾位先生手上傳遞下來后，我們厘清國內(nèi)共分布有43個(gè)物種，其中3種為中國特有種（高原螯溜蠅、毛脛溜蠅和柳葉溜蠅）。
為什么叫溜蠅？
“溜”，意指滑行滑動(dòng)。溜蠅這個(gè)名字，取得相當(dāng)合適，很有“生態(tài)學(xué)內(nèi)涵”：這是一種逐水而居的蠅類，能在水面上快速運(yùn)動(dòng)。溜蠅的生態(tài)位和大家比較熟悉的另一類水生昆蟲，水黽，比較接近。
二者均有“輕功水上漂”的靈活走位，并以水體周圍的小型節(jié)肢動(dòng)物為食。不同的是，水黽更多是守株待兔，在水面上漂著等悲催的淹死鬼；而溜蠅則會(huì)主動(dòng)出擊，去捕食其他水面和水邊的小蟲子。
溜蠅是益蟲還是害蟲呢？
知道它和和糞便垃圾沒交集，不覺得惡心了對(duì)吧！還有讓人驚喜的呢！從狹義的利害關(guān)系角度來看的話，溜蠅還真屬于益蟲呢。
溜蠅有哪些過人之處？
作為捕食者，肯定得有些過人之處嘛。一招輕功水上漂，可不是溜蠅唯一的看家本領(lǐng)。要想吃得好，一副好牙口是必須要有的。從形態(tài)學(xué)的角度來說，蠅類的口器屬于舐吸式。蒼蠅吃東西時(shí)，會(huì)先吐出消化液，再將溶解的物質(zhì)吸入。這樣的口器，與其他昆蟲捕食者嚇人的大顎相比起來，簡直就像小白兔一樣溫順了。但蒼蠅嘴巴其實(shí)是暗藏玄機(jī)的，就藏在那看似溫順的口盤底下。
蒼蠅的舐吸式口器底面，唇瓣的中央，其實(shí)是長著"牙齒"的，這個(gè)特化的結(jié)構(gòu)叫作唇瓣齒。
學(xué)者們一開始普遍認(rèn)為，這個(gè)結(jié)構(gòu)在蠅類、尤其是腐生性蠅類的進(jìn)食過程中并沒有起到多大作用。直到上世紀(jì)80年代后，日本科學(xué)家Iwasa和匈牙利科學(xué)家Kovacs等人分別用電子顯微鏡對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致觀察，才發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)并不簡單。Kovacs等人給家蠅喂食豬的角膜，然后把被取食后的角膜放在電鏡底下觀察，發(fā)現(xiàn)角膜上破裂程度最厲害的位置，就是唇瓣齒所在的位置。
再回過頭看看溜蠅的唇瓣齒，發(fā)現(xiàn)了上面分布了4對(duì)銳利且發(fā)達(dá)的唇瓣齒，喙齒大得嚇人，占整個(gè)口盤大小的相對(duì)比例遠(yuǎn)超上述其他蠅類。這樣的高配升級(jí)版舐吸式口器，能幫著溜蠅把獵物撕開小口，有助于消化液進(jìn)入。有這牙口，真是吃嘛嘛香！
螯溜蠅的唇瓣齒，不知被它來一口是什么感覺。慶幸！好在溜蠅不咬人！作者攝，蠅類進(jìn)化生物學(xué)研究組保留權(quán)利
除了唇瓣齒之外，溜蠅還有另一個(gè)“秘密”得以曝光。這個(gè)秘密就是，有些溜蠅長著神奇的腿毛！
這群溜蠅親緣關(guān)系很近，都隸屬于青灰溜蠅種團(tuán)，它們的后足第一分跗節(jié)存在不同程度的膨大且長有特殊的鬃毛。這些毛在光學(xué)顯微鏡下（毫米級(jí)）的視覺效果如下圖。
我們發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的鬃毛長得非常特殊，帶有多級(jí)重疊的、方向一致（均朝向腹面）的附屬結(jié)構(gòu)（下圖E），這種精密結(jié)構(gòu)在肉眼下完全不可見，放大近2000倍后有著一種整齊的美感，不知有何作用呢？
在分析溜蠅奇怪腿毛作用時(shí)，我們想起了和溜蠅一樣在水面活動(dòng)的水黽：二者生態(tài)位相似，會(huì)不會(huì)有著類似甚至同樣的特殊結(jié)構(gòu)呢？果不其然，找到了相關(guān)研究：中科院化學(xué)所江雷研究員在Nature刊發(fā)了水黽足部超顯微結(jié)構(gòu)的功能分析文章。這回，水黽也被請(qǐng)進(jìn)了電鏡。
看完文章中的電鏡，不由感嘆這必然的巧合：溜蠅和水黽腿上的鬃毛有著相似的結(jié)構(gòu)。江研究員把這種鬃毛取名為微毛，微毛上的精密構(gòu)造則被稱為納米溝槽。Nature所刊文章對(duì)納米溝槽的物理性質(zhì)和力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了分析，認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)擁著高度的疏水性，在表面張力的共同作用下，讓昆蟲得以在水面上靈活滑動(dòng)。
溜蠅和水黽這兩類親緣關(guān)系很遠(yuǎn)的昆蟲，竟然在相似生態(tài)環(huán)境、相似生態(tài)位的選擇下，演化出了相似的微觀結(jié)構(gòu)，這就是趨同演化的力量。而且反過來，這種同功結(jié)構(gòu)也是對(duì)生態(tài)環(huán)境生態(tài)位的適應(yīng)，“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”又一次得到了印證。
長著鋒利唇瓣齒的小蒼蠅，有沒有讓你對(duì)這些小蟲子改觀呢？蒼蠅世界的復(fù)雜多樣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你我的想象。
來源：科普中國網(wǎng)
