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  • 完全颠覆你的认知!人人都讨厌的苍蝇,竟然这么神奇
  • 本站编辑:能买五大联赛的网站发布日期:2020-03-16 13:08 浏览次数:

    一说起苍蝇,你会联想到哪些词语?估计答案中,“肮脏、细菌、腐败”这类词语榜上有名。但在科研人员眼里,这些小虫子是多样的、奇妙的生命,是大千世界中不可或缺的角色之一。

完全颠覆你的认知!人人都讨厌的苍蝇,竟然这么神奇

    蝇类在生物界中起到什么作用?

    蝇类,或称苍蝇,在昆虫分类学中隶属于双翅目环裂亚目。全世界已被双翅目学者命名的蝇类约有40000种,中国分布有近5000种(薛万琦等,2009;由于分类学的新种增加和异名修订,该数字有变动)。

完全颠覆你的认知!人人都讨厌的苍蝇,竟然这么神奇

    喜欢生活在水边的溜蝇

    图片来源:作者摄于新疆,蝇类进化生物学研究组保留权利

    在物种多样性如此之高的蝇类中,仅蝇科的家蝇、丽蝇科的丝光绿蝇、厕蝇科的夏厕蝇和麻蝇科的棕尾别麻蝇等少数种类与我们的生活环境有"密切联系":它们均是以城镇乡村等环境中的腐败物质或动物排泄物为食的腐生性物种--滋扰你的讨厌家伙,不外乎是来自这4个科的10余种苍蝇。

    实际上,蝇类食性复杂多样,除了重口的腐生性之外,还包括诸如植食性、蜜食性、捕食性和寄生性等其他习性。退一步来讲,即使是腐生性的苍蝇,我们嫌弃归嫌弃,没它们真不行:地球上那么多腐败物质,需要通过食腐生物来重新进入物质循序,苍蝇可是其中的生力军。

    蝇类庞大的种类数目、以及食性的复杂程度,都说明了一个事实:无论你喜不喜欢,苍蝇是一类在演化史中非常成功的类群。该类群经历了爆发式的适应性辐射演化,从而拥有了高度多样性的生活史。

    在分类阶元上,溜蝇是隶属蝇科的一个属。这个家族并不大,自从1776年首个物种螯溜蝇被发现命名后,至今为止全世界共记载约180个物种,各个生物地理界均有分布(唯独澳洲界的新西兰岛屿尚未有记载)。

    中国的溜蝇区系研究,从胡经甫、范滋德和薛万琦几位先生手上传递下来后,我们厘清国内共分布有43个物种,其中3种为中国特有种(高原螯溜蝇、毛胫溜蝇和柳叶溜蝇)。

    为什么叫溜蝇?

    “溜”,意指滑行滑动。溜蝇这个名字,取得相当合适,很有“生态学内涵”:这是一种逐水而居的蝇类,能在水面上快速运动。溜蝇的生态位和大家比较熟悉的另一类水生昆虫,水黾,比较接近。

    二者均有“轻功水上漂”的灵活走位,并以水体周围的小型节肢动物为食。不同的是,水黾更多是守株待兔,在水面上漂着等悲催的淹死鬼;而溜蝇则会主动出击,去捕食其他水面和水边的小虫子。

    溜蝇是益虫还是害虫呢?

    知道它和和粪便垃圾没交集,不觉得恶心了对吧!还有让人惊喜的呢!从狭义的利害关系角度来看的话,溜蝇还真属于益虫呢。

    双翅目学家们观察到这个家族中的世界广布种螯溜蝇会捕食刚羽化的库蚊,可作为生物防治库蚊的天敌。能吃蚊子的苍蝇,你家小区的水池要不要来几只?

    溜蝇有哪些过人之处?

    作为捕食者,肯定得有些过人之处嘛。一招轻功水上漂,可不是溜蝇唯一的看家本领。要想吃得好,一副好牙口是必须要有的。从形态学的角度来说,蝇类的口器属于舐吸式。苍蝇吃东西时,会先吐出消化液,再将溶解的物质吸入。这样的口器,与其他昆虫捕食者吓人的大颚相比起来,简直就像小白兔一样温顺了。但苍蝇嘴巴其实是暗藏玄机的,就藏在那看似温顺的口盘底下。

 

 

    苍蝇的舐吸式口器底面,唇瓣的中央,其实是长着"牙齿"的,这个特化的结构叫作唇瓣齿。

    学者们一开始普遍认为,这个结构在蝇类、尤其是腐生性蝇类的进食过程中并没有起到多大作用。直到上世纪80年代后,日本科学家Iwasa和匈牙利科学家Kovacs等人分别用电子显微镜对这个结构进行了细致观察,才发现这个结构并不简单。Kovacs等人给家蝇喂食猪的角膜,然后把被取食后的角膜放在电镜底下观察,发现角膜上破裂程度最厉害的位置,就是唇瓣齿所在的位置。

 

    这群溜蝇亲缘关系很近,都隶属于青灰溜蝇种团,它们的后足第一分跗节存在不同程度的膨大且长有特殊的鬃毛。这些毛在光学显微镜下(毫米级)的视觉效果如下图。

    青灰溜蝇种团的10种溜蝇,腿毛不拘一格各具特色。图片来源:作者摄,蝇类进化生物学研究组保留权利

    我们发现该结构的鬃毛长得非常特殊,带有多级重叠的、方向一致(均朝向腹面)的附属结构(下图E),这种精密结构在肉眼下完全不可见,放大近2000倍后有着一种整齐的美感,不知有何作用呢?

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    隐藏在超显微世界的秘密:E中的白条代表万分之五厘米图片来源:作者摄,蝇类进化生物学研究组保留权利

    在分析溜蝇奇怪腿毛作用时,我们想起了和溜蝇一样在水面活动的水黾:二者生态位相似,会不会有着类似甚至同样的特殊结构呢?果不其然,找到了相关研究:中科院化学所江雷研究员在Nature刊发了水黾足部超显微结构的功能分析文章。这回,水黾也被请进了电镜。

 

    看完文章中的电镜,不由感叹这必然的巧合:溜蝇和水黾腿上的鬃毛有着相似的结构。江研究员把这种鬃毛取名为微毛,微毛上的精密构造则被称为纳米沟槽。Nature所刊文章对纳米沟槽的物理性质和力学参数进行了分析,认为这种结构拥着高度的疏水性,在表面张力的共同作用下,让昆虫得以在水面上灵活滑动。

 

来源:科普中国网

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