寄生性蝇类:牢牢跟着饭票,饿不着!
作者:张东 葛应强 (北京林业大学自然保护区学院)
如果要评选最“恶心”的虫子,是苍蝇还是寄生虫会获胜呢?估计二者都会有不少拥趸。在僵持不下的局面下,我们再有请第三号重磅选手出场,也就是本文的主角,寄生性蝇类!这位选手集合了前两者的特点,兼具寄生虫和苍蝇的身份,三者相比,冠军恐怕非它莫属了吧!
其实,如果把投票主题变一下,把“恶心”二字换成“聪明”,寄生蝇也同样能在榜单上占得一席之地。为什么这样说?因为越是特殊的习性,往往都伴随着令人匪夷所思的特征。寄生蝇的聪明,就体现在为了适应高度特化的寄生生活,外形构造都有了奇特的变化。
形态各异的寄生性蝇类(图片来源:佛罗里达大学昆虫系entnemdept.ufl.edu)
尽管一想到寄生虫,我们大多数人难免会起鸡皮疙瘩。但不可否认的是,比起四处奔波、同时要忙着寻找食物水源和躲避天敌来说,对于虫子而言,找个终生饭票“绑定”在一起,不愁吃喝地长大变胖,似乎是个更聪明更省事的活法。
寄生于其他昆虫的寄蝇,一般特征就是鬃毛发达,因此而得昵称“刺猬蝇/hedgehog fly”。(图片来源:Pavel Kirillov-Wikimedia commons, CC BY-SA 2.0)
就寄生性蝇类而言,涵盖的类群相当多,而且各种寄生蝇对寄主的选择都不一样:既有钟爱蜗牛蛞蝓的沼蝇、也有钟爱叶蝉蜡蝉的头蝇;既有广泛寄生于各种节肢动物的寄蝇,也有专门瞄着高等脊椎动物(包括鸟类、有蹄类、灵长类等等)的虱蝇和狂蝇。
虱蝇和狂蝇,即使在昆虫学家眼中看来,都是非常神奇的两类苍蝇:它们都属于高度特化的专性寄生性蝇类。这两个家族中的各个成员都和对应寄主有着亲密的关系,那是在各自漫长又独特的进化过程中,寄生物和寄主互相选择的结果。
一点都看不出来是只苍蝇的蛛蝇。这真的不是蜘蛛,仔细数数,还是6条腿。(图片来源:作者摄于新疆,蝇类进化生物学研究组保留权利)
虱蝇是个总科阶元, “一家子”共有4个“兄弟姐妹”,分别是舌蝇、蛛蝇、蝠蝇和虱蝇(简单来说,即:虱蝇总科=蛛蝇科+蝠蝇科+舌蝇科+虱蝇科)。它们都是吸血鬼:蛛蝇和蝠蝇只吸蝙蝠血;虱蝇的寄主就比较多啦,包括鸟和牛羊等动物;而舌蝇是唯一吸人血的。
蛛蝇是虱蝇总科中,专性寄生在蝙蝠身上的神奇蝇类。即使是有一定昆虫学知识基础的人,见到长这幅模样的蛛蝇,也要犯难:没有翅膀、也看不着大苍蝇的头和眼,瘦长的腹部配上发达的足,就是蜘蛛的模样嘛!也难怪它们得名叫做蛛蝇!
蛛蝇以蝙蝠的血液为食,终生跟随寄主。雌性会将后代产在蝙蝠洞穴的墙上,后代羽化后在周围就能找到寄主,可见蛛蝇“妈妈”想得很周到。于是,整个生活史周期中,苍蝇老祖宗给它们留下的飞行技能成了多余,翅膀便逐渐消失不见了。
看特写,还是不像苍蝇!(图片来源:Gilles San Martin- Wikimedia commons, CC BY-SA 2.0)
不单是翅膀退化,眼睛在蛛蝇身上也成了无用部件。有舍就有得,蛛蝇抛弃了不必要的功能,反过来却在适宜寄生生活的构造上得到了增强:头部虽然没有眼睛,但喙(也就是嘴巴)却比其他蝇类的更加锐利,便于它吸血;足部变得更加壮硕的同时爪也变得发达,用于牢牢抓住寄主,即使是蝙蝠外出也不会被甩飞。
具有金属光泽的虱蝇,寄生在鸟身上。据外形特点,得名金光喜鸟虱蝇,非常酷炫。(图片来源:作者摄于新疆,蝇类进化生物学研究组保留权利)
这4个科的寄生性蝇类长得都很奇特:蛛蝇的怪异模样大家已经看到了,蝠蝇和蛛蝇一个模样,只是个头小一些且个别物种仍残留有翅膀;虱蝇就像是被苍蝇拍收拾过一样,从侧面看扁扁的,这更利于在浓密的鸟羽和毛发中间穿梭;舌蝇整体还像只苍蝇,但口器很特殊,又长又带刺,被叮一口不知会是多疼。不过不用担心,舌蝇只分布在遥远的非洲大陆。
舌蝇的口器看上去像根针,和蚊子一样,它也吸人血。(图片来源:International Atomic Energy Agency -Wikimedia commons, CC BY-SA 4.0)
相比之下,第二类寄生蝇的长相就没虱蝇总科那么魔性啦。虽然有着霸气的名字,狂蝇家族却多是胖乎乎、毛茸茸的萌物。狂蝇这类寄生蝇仅在幼虫时期依赖寄主,成虫生命短暂且口器退化、基本不取食,完全靠着幼时积攒的能量来寻找同类,交配产卵后不久就死了。
这一对(左雌右雄)很萌吧!如果你知道它的名字还会这么想吗……(图片来源:作者摄于新疆,蝇类进化生物学研究组保留权利)
上面这个可爱的家伙,名字叫黑腹胃蝇,是狂蝇家族的一员。黑腹指的是雌性腹部的主色调,胃蝇指的是它幼虫时寄生于马和驴等马属动物的消化道内。没想到成虫这么可爱且人畜无害的苍蝇,小时候是如此“重口”。它野外的寄主主要是普氏野马——和大熊猫一个级别的国家一级保护动物。
作为寄生性类群,胃蝇面临的最主要问题是,在短暂的成虫期,如何迅速找到配偶和寄主?通过精细的电子显微镜图像,研究者发现黑腹胃蝇的触角起到了关键作用:小小的触角中,分布着诸多不同类型的感受器,用于定位同类和寄主。
胃蝇的触角超显微结构:通过电子显微镜,我们看到了小小触角上分布着各种感受器。(图片来源:Zhang et al.,2012)
谁能想到胃蝇竟会和濒危动物的命运息息相关?黑腹胃蝇在非洲有个亲戚,不喜欢马而喜欢犀牛,叫作犀牛胃蝇。由于盗猎活动的影响以及栖息地的丧失,犀牛的数量在日益下降。犀牛种群的下降获得了不少来自社会各界的关注,而随之衰落的犀牛胃蝇却基本无人问津,它或已成为世界上最难得一见的蝇类之一,标本馆或昆虫学家都会为拥有一枚犀牛胃蝇的标本而感到高兴不已。
珍惜的犀牛胃蝇标本。(图片来源:作者摄,蝇类进化生物学研究组保留权利)
包括胃蝇在内的狂蝇,其聪明之处,体现在幼虫的形态。通过观察、比较不同龄期幼虫的结构特征,我们发现内寄生的蝇类幼虫,身上布满了一圈又一圈的棘刺,以便勾住寄主的身体。同时,它们的表皮加厚、韧性变强,用于抵抗寄主的免疫系统和消化系统,这也是胃蝇在胃部生活,却不怕胃酸的原因。这些特征都是其他蝇类幼虫所不具备的。
随着龄期增长,狂蝇幼虫身上的棘刺愈加发达,可牢牢固定在寄主体内。(图片来源:作者摄,蝇类进化生物学研究组保留权利)
这些营寄生生活的蝇类,无论拥有什么样的特征,其目的都是为了适应特殊的生存环境,在不过度伤害到寄主的前提下,从寄主身上获取营养,完成自己的生活史。正如螳螂为了适应捕食生活,前足逐渐变成了镰刀一般的利器。各类特殊习性的昆虫在各自独特的进化史中得以存活,靠的都是有利的、“聪明”的特化,它们都是进化这场比赛中的赢家!
参考资料:
1. 范滋德. (1992) 中国常见蝇类检索表第2版.
2. 薛万琦, 赵建铭. (1998) 中国蝇类.
3. 薛万琦等. (2009) 蝇类概述.
4. Catts E.P. (1982) Biology of New World Bot Flies: Cuterebridae.
5. Colwell D.D. et al. (2006) The Oestrid Flies- Biology, Host-Parasite Relationships, Impact and Management.
6. Zhang D. et al. (2012) Sensilla on the antennal funiculus of the horse stomach bot fly, Gasterophilus nigricornis.
注:本文受中国科协2017年研究生科普能力提升项目资助(项目编号kxyjskpxm2017027)。
(文章首发于科学大院,转载请联系cas@cnic.cn)
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