研究证实兰花螳螂花状腿瓣的功能

兰花螳螂（Hymenopus coronatus，图1）的中、后步足分别具有一对花瓣状外延结构（本文称花状腿瓣）。200多年来，由于特化的身体形态和色彩，研究推测兰花螳螂的形态是模拟花朵的演化产物。近些年，James C. O’Hanlon等学者对这一猜想进行了验证。虽然有研究发现了兰花螳螂的拟花体色可助其诱引猎物，但是否存在花状腿瓣并不影响捕猎结果。然而，花状腿瓣的功能尚不清楚。 

11月29日，中国科学院西双版纳热带植物园陈占起研究团队发表了最新成果，证实了兰花螳螂花状腿瓣的功能。行为学研究发现，兰花螳螂是优秀的滑翔者，且其花状腿瓣对滑翔至关重要。正常状态下兰花螳螂从10米高掉落的水平滑翔距离平均为6.1米，最远可达14.7米（图2上）。剪除腿瓣的兰花螳螂却只能滑翔平均4米的水平距离，而处于麻醉状态下的个体全部垂直下落（图2下）。研究通过形态结构分析发现，兰花螳螂的花状腿瓣呈现弧形，与其他动物的滑翔结构或鸟类翅膀的弧度吻合（图3）。进一步，科研人员通过对不同龄期之间花状腿瓣的研究发现，兰花螳螂花状腿瓣随龄期的增加而逐渐长大、变圆，且大龄个体花状腿瓣占据身体面积的更大比例（图4）。通过这种调节，尽管末龄若虫比一龄若虫重165倍，却拥有相似的滑翔距离。   

兰花螳螂花状腿瓣是节肢动物类群第一例被报道的明显滑翔结构。相比于鼯鼠、飞蜥和树蛙等以皮膜、蹼膜为滑翔结构的脊椎动物，节肢动物外骨骼由硬质的几丁质构成，其特化的外延结构往往难以收起，导致其平时活动能力下降、更易被天敌发现等不利情况。因此，兰花螳螂、叶䗛、一些蝽类等拥有这一结构的节肢动物往往伴随着体色伪装等生存策略。该研究表明滑翔需求或是促进较大体型节肢动物演化出明显特化外延结构和体色的重要驱动力之一，这为探讨动物硬质滑翔结构的空气动力学原理提供了研究对象。 

11月29日，相关研究成果以《兰花螳螂花状腿瓣促进滑翔》（Petal-shaped femoral lobes facilitate gliding in orchid mantises）为题，在线发表在《当代生物学》（Current Biology）上。该研究由版纳植物园和美国南弗洛里达大学合作完成。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院和云南省等的支持。 

来源：中国科学院西双版纳热带植物园

转自：“中科院之声”微信公众号

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