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自打《狂飆》開播以來,“學(xué)習(xí)兵法”就成了很多人關(guān)注的事,到處都在賣“高啟強同款”兵法??墒窃谧匀唤?,在殘酷的競爭和進化之手的推動下,很多昆蟲早已運用各式各樣的兵法,將瞞天過海、無中生有、以逸待勞這樣的“計策”玩得花樣百出了。
不過,在很長很長的時間里,昆蟲們只是默默地使用著這些計策,不為人所知。人類對這些出類拔萃的兵法實踐視而不見,完全覺察不到它們的存在——否則,劇集中的高啟強捧讀的就該是《蟲子兵法》了吧。
這種情況的改變要到 19 世紀(jì)才會發(fā)生。咱們還得從一位英國“蟲子專家”亨利·貝茨講起。
1848 年,貝茨和阿爾弗雷德·華萊士一起踏上了遠(yuǎn)赴南美洲的航船。當(dāng)時,他們并不知道,他們在未來會成為科學(xué)史上聲名烜赫的人物。
亨利·貝茨,圖片來源:Wikipedia
貝茨于 1825 年 2 月 8 日出生于英國萊斯特。他自幼喜歡昆蟲,業(yè)余時間都在圖書館自學(xué)昆蟲學(xué)知識,18 歲就已經(jīng)公開發(fā)表論文了。一開始,貝茨只是收集英國本地的昆蟲,但是本地的種類實在是太有限了。真要想研究昆蟲,應(yīng)該去生物多樣性豐富的南美熱帶地區(qū)。1848 年,他華萊士一起從利物浦出發(fā),經(jīng)過兩個月的航行,終于到達(dá)了南美的帕拉。在這里,他待了足足 11 年。
對于喜歡蝴蝶的貝茨來說,從英國到巴西,就像是老鼠掉進了米缸。在他的科考游記《亞馬遜河上的博物學(xué)家》中,我們可以看到這樣的數(shù)字:在當(dāng)時,英國群島的蝴蝶總數(shù)僅有 66 種,整個歐洲是 321 種,而在帕拉,步行一個小時就可以發(fā)現(xiàn) 700 多種蝴蝶。帕拉的蝴蝶不僅物種多樣,色彩和花紋也足夠驚艷,在街邊就能看到色彩鮮艷的各類鳳蝶,若是在森林里,還能看到流光溢彩的閃蝶和艷麗奪目的蛺蝶。
在觀察這些蝴蝶時,貝茨發(fā)現(xiàn),飛得最慢的往往是那些色彩最鮮艷的蝴蝶。按理說顏色醒目的蝴蝶很容易被捕食者發(fā)現(xiàn),如果這些蝴蝶飛行速度慢,不畏懼捕食者,那就說明它們有毒或者難吃。貝茨還發(fā)現(xiàn),在這些蝴蝶里,絕大部分是常見的、同一類的蝴蝶,它們是蛺蝶科釉蛺蝶族和綃蝶族的蝴蝶?;煸谄渲幸黄鸹顒拥?,還有極少數(shù)的粉蝶科袖粉蝶屬的蝴蝶,它們與“大部隊”顏色和形態(tài)相似。貝茨推測,這些粉蝶會不會本身沒有毒性,通過模仿有毒的蝴蝶,以此來保護自己呢?
事實證明了他的推測,釉蛺蝶族的蝴蝶幼蟲多以有毒的西番蓮科植物為食,綃蝶族的蝴蝶喜食有毒的茄科植物,它們都以這種方式積累毒素作為自身的化學(xué)武器,并把毒性保留到成蟲階段。它們的幼蟲和成蟲都有鮮艷的體色警告捕食者“別吃我”。在今天,我們已經(jīng)知道這種防御方式叫作“警戒色”,即有毒或者“不好惹”的動物用富有警示意味的顏色對天敵發(fā)出“警告”。而袖粉蝶幼蟲吃豆科植物,本身無毒,通過模仿有毒蝴蝶的外形來躲避天敵。貝茨把這種現(xiàn)象命名為“擬態(tài)”。
南美蝴蝶的貝氏擬態(tài)。左排豎列1-4、中1 均為無毒的袖粉蝶屬蝴蝶;右排豎列1-2 有毒的蛺蝶科綃蝶族蝴蝶;右排豎列3-4 有毒的蛺蝶科釉蛺蝶族蝴蝶。圖片來源:Wikipedia
在生物學(xué)中,一種生物通過模仿另一種生物或者非生物欺騙天敵獲得好處的現(xiàn)象叫作擬態(tài)。擬態(tài)必須滿足三要素:擬態(tài)者、模仿對象和受騙者。只有證實擬態(tài)者通過模擬模仿對象成功迷惑了受騙者,才能證明這是一個擬態(tài)現(xiàn)象。擬態(tài)有很多種不同的分類,貝茨發(fā)現(xiàn)的這類無毒、可食的蝴蝶通過模仿有毒、不可食的蝴蝶來欺騙天敵獲得保護的行為,被稱為貝氏擬態(tài)(Batesian mimicry)。簡單地說,貝氏擬態(tài)就是一個不怎么“厲害”的物種,通過模仿另一個“厲害”的物種來迷惑捕食者的現(xiàn)象。翻譯成兵法,大概就是無中生有、瞞天過海一類的計策吧。
貝氏擬態(tài)在生物界非常普遍,在北美洲有一個著名案例——無毒的黑條擬斑蛺蝶通過擬態(tài)有毒的黑脈金斑蝶騙過捕食者。此外,有 2000 多種無脊椎動物會通過模仿昆蟲界的“小霸王”——螞蟻來保護自己,這些都屬于貝氏擬態(tài)。
有毒的黑脈金斑蝶斑蝶(左)與無毒的黑條擬斑蛺蝶(右),圖片由作者三蝶紀(jì)提供
擬態(tài)螞蟻的蜘蛛——蟻蛛,圖片由作者三蝶紀(jì)提供
貝氏擬態(tài)的發(fā)現(xiàn),幫了達(dá)爾文一個大忙。1859 年,達(dá)爾文的《物種起源》出版,提出了自然選擇推動生物進化的自然選擇學(xué)說。同年,華萊士也發(fā)表了一份與之結(jié)論類似的手稿。在當(dāng)時的社會掀起軒然大波。
當(dāng)時的人們信奉的是 “自然階梯”理論(scala naturae),也叫“存在之鏈”(Chain of being)。最早由亞里士多德提出,后為神創(chuàng)論者改編。該理論認(rèn)為世界上的生物由生命之鏈連接,分高低不同的等級,最低等的是諸如巖石的無生命的物質(zhì),然后是植物、低等動物、高等動物、人,再往上是天使,最頂端是上帝,上帝創(chuàng)造了其下的萬物。鏈條里的每一環(huán)都不能隨意移動,所有的物種都一成不變。
盡管達(dá)爾文在《物種起源》里提供了大量證據(jù)論證,物種并非一成不變,而是會隨環(huán)境變動發(fā)生長期而緩慢的改變,還是遭到了很多人的質(zhì)疑。昆蟲學(xué)家沃拉斯頓宣稱,蝴蝶就是一成不變由神創(chuàng)造的,蝴蝶的存在證明了達(dá)爾文理論的錯誤。
貝茨是達(dá)爾文的“迷弟”和進化論的堅定支持者,1861 年,貝茨給達(dá)爾文寫了一封信,他告訴達(dá)爾文,他有證據(jù)可以證明他的自然選擇學(xué)說:一些無毒的蝴蝶能根據(jù)周邊其他蝴蝶的情況,在短短幾代的時間迅速改變自己的顏色,利用擬態(tài)來模仿有毒的蝴蝶躲避天敵。
收到貝茨的信,達(dá)爾文興奮不已。他也沒想到,物種的改變和進化過程,也可以發(fā)生得如此迅速。他鼓勵貝茨將他的研究成果寫成論文發(fā)表。而后,貝茨的論文發(fā)表在 1861 年的《林奈學(xué)會學(xué)報》上,達(dá)爾文親自為其撰寫了評論,有業(yè)界大牛推薦加持,文章自然引起了重視。這篇論文不僅有利地反駁了沃拉斯頓等人的質(zhì)疑,也標(biāo)志著擬態(tài)理論的誕生。
捎帶一提,貝茨當(dāng)時也發(fā)現(xiàn)有毒的蝴蝶之間形態(tài)非常類似,但是他并沒有對此作出深入的思考和解釋。這一疏漏由同樣在南美進行蝴蝶研究的德國昆蟲學(xué)家弗里茨·繆勒填補??娎仗岢觯?strong style="box-sizing: border-box;">有毒的蝴蝶之間也會互相模仿,就像是“共享”了同一個色系和外形的長相,使得天敵不敢取食它們。這一理論后來被稱為“繆氏擬態(tài)”(Müllerian mimicry,也稱穆氏擬態(tài)),指的是“厲害”的生物通過互相模仿,避免被捕食。這多少就有一點兵法中以逸待勞的意思了。
不同釉蛺蝶之間的繆氏擬態(tài),圖片來源:Wikipedia
貝茨在南美的 11 年里采集了近 15000 種標(biāo)本,其中 8000 種都是新種,大部分標(biāo)本現(xiàn)今收藏于倫敦的英國自然歷史博物館?;貒螅惔娜温毣始业乩韺W(xué)會的助理秘書,后又被聘為皇家昆蟲學(xué)會的主席、林奈學(xué)會和皇家科學(xué)學(xué)會的研究員。他留下的貝氏擬態(tài)理論現(xiàn)今仍被廣泛研究于各個領(lǐng)域。
作者:三蝶紀(jì) 中國科普作家協(xié)會會員、中國科學(xué)探險學(xué)會專家報告團成員、科普中國特聘專家
審核:石旺鵬 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲學(xué)系教授
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