猎物推动了兰花螳螂的演化 | Scientific Reports 论文推荐

你以为那是一朵娇美的兰花，但它却是昆虫界最利落的杀手。随风摇摆的曼妙身姿掩盖了它冷峻的面孔。如能有幸一睹其芳容，一定会为大自然的创造而惊叹，又为它的偏心而嫉妒，因为它同时赋予了兰花螳螂最高的颜值和最棒的身手。

来源 Cleveland Museum of Natural History

翻译 韩宇

审校 逸轩

兰花可谓是美丽的“骗子”，花样繁多的欺骗性传粉模式让昆虫“心甘情愿”地为其传宗接代。兰花螳螂似乎参透了其中的奥秘。

螳螂本就是自然界中的伪装大师和伏击高手，而兰花螳螂算是“登峰造极”。它们不再暗中隐藏以被动地守株待兔，而是用花瓣似的身体吸引昆虫自投罗网，再给以致命一击。那兰花螳螂究竟是怎样演化出花的拟态的呢？

站在绿色植物上的兰花螳螂像不像一朵盛开的鲜花。

图片来源见水印

一支来自克利夫兰自然历史博物馆、澳大利亚和德国的科学家团队认为，兰花螳螂之所以具备花的拟态，是因为它们的祖先将传粉昆虫纳入了自己的食谱。

通过研究兰花螳螂及其远亲的演化关系，研究团队发现，雌性兰花螳螂在演化历程中体型变大且体色改变，这些特征成为它吸引和捕食大型传粉昆虫（如蜜蜂）的优势。然而，形态相异的雄性体型小且擅伪装，使它们能够较为容易地躲避捕食者和寻找配偶。

研究团队认为，造成这种雌雄异形（sexual dimorphism）的原因可能是体型较大且颜色更加醒目的雌性个体更容易捕获猎物。传统理论认为节肢动物的雌雄异形是体型大的雌性产卵多，有了更多的后代。但本研究挑战了此观点并提出新假说：雌性的捕食策略导致了雌雄兰花螳螂生态学上的不同。

兰花螳螂捕食蝴蝶。

图片来自网络。

研究者通过演化重建推测，与花相伴的雌螳螂在体型上的增大使它们在捕猎时有了更多选择，它们可以改变体型、形状和颜色来模拟花卉，从而吸引传粉昆虫作为食物。而雄兰花螳螂需隐匿自己的行踪，否则一朵鲜艳的“花”走来走去的寻找配偶是很容易被捕食者盯上的，也许正因如此，雄性才保持了较小的体型。

根据先前研究，雌兰花螳螂会伪装成花（floral simulation，拟花）以吸引并捕食传粉昆虫，但它们并不会隐藏在花中。由此，研究团队解密了兰花螳螂拟花模式演化的可能历程，并借此机会更正兰花螳螂隐藏在花中这一长久以来的误解。

 正在交配的兰花螳螂（Hymenopus coronatus），可明显看出雌雄异形  

本研究最初着眼于螳螂的系统学和分类学，但当一个独特的类群摆在眼前，探索这迷人现象背后的原因就成了顺理成章的事情。首次注意到成年螳螂极端的两性异形现象是有有趣而独特的经历，而第一次在节肢动物发现两性异形也是由雌性捕食策略而非生殖策略引起，这一成果不免令人惊喜。

作为基础的系统学能解决什么样的问题，这项研究就是一个不错的范例。研究者在系统关系的基础上可以建立全新的模型来揭示生物背后神秘的演化历程。于是，生态学研究和演化分析的结合帮助研究者解释了这种令人瞩目的螳螂是如何演化的。

在研究类群中找到重要的演化模式，对研究者来说可谓是得到了圣杯。

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【文章来源】http://phys.org/news/2016-12-predation-pollinating-insects-evolution-orchid.html

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论文信息

【题目】Selection for predation, not female fecundity, explains sexual sizedimorphism in the orchid mantises

【作者】Gavin J. Svenson, Sydney K. Brannoch, Henrique M. Rodrigues, JamesC. O’Hanlon & Frank Wieland

【刊期】Scientific Reports 6

【日期】01 December 2016

【DOI】10.1038/srep37753

【摘要】Here we reconstruct the evolutionary shift towards floral simulationin orchid mantises and suggest female predatory selection as the likely drivingforce behind the development of extreme sexual size dimorphism. Throughanalysis of body size data and phylogenetic modelling of trait evolution, werecovered an ancestral shift towards sexual dimorphisms in both size andappearance in a lineage of flower-associated praying mantises. Sedentary femaleflower mantises dramatically increased in size prior to a transition fromcamouflaged, ambush predation to a floral simulation strategy, gaining accessto, and visually attracting, a novel resource: large pollinating insects. Maleflower mantises, however, remained small and mobile to facilitate mate-findingand reproductive success, consistent with ancestral male life strategy.Although moderate sexual size dimorphisms are common in many arthropodlineages, the predominant explanation is female size increase for increasedfecundity. However, sex-dependent selective pressures acting outside of femalefecundity have been suggested as mechanisms behind niche dimorphisms. Ourhypothesised role of predatory selection acting on females to generate bothextreme sexual size dimorphism coupled with niche dimorphism is novel amongarthropods.

【原文链接】http://www.nature.com/articles/srep37753

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