角蟬可能進(jìn)化出復(fù)雜的形狀來感知附近的威脅，利用靜電作為一種預(yù)警系統(tǒng)。

角蟬是大自然最奇特的造物之一。它們背上長(zhǎng)著帶刺的頭盔狀結(jié)構(gòu)、球狀突起或三叉戟狀結(jié)構(gòu)，數(shù)十年來一直令科學(xué)家著迷。

現(xiàn)存超過3000種角蟬，每種都有奇怪的身體形狀，無法完全用偽裝或擬態(tài)等常規(guī)解釋來說明。如今，由布里斯托大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究提出了一個(gè)令人驚訝的新觀點(diǎn)。

該研究認(rèn)為，角蟬奇異的身體形狀可能進(jìn)化出來是為了探測(cè)靜電。如果屬實(shí)，這將是首次在陸地動(dòng)物中將電感應(yīng)能力與身體形狀進(jìn)化聯(lián)系起來。

“我們認(rèn)為我們的研究為更廣泛地探究靜電作為生物形態(tài)驅(qū)動(dòng)因素提供了一個(gè)非常激動(dòng)人心的起點(diǎn)，”該研究的作者之一、布里斯托大學(xué)博士畢業(yè)生山姆·英格蘭（Sam England）說。

探究昆蟲的電信號(hào)

他們研究的起點(diǎn)是一個(gè)有趣的問題 —— 如果蜜蜂和毛蟲等其他昆蟲能探測(cè)到弱電場(chǎng)，那么角蟬是否可以利用它們夸張的身體形狀來增強(qiáng)這種能力？為了驗(yàn)證這個(gè)想法，研究團(tuán)隊(duì)首先調(diào)查了與角蟬互動(dòng)的不同昆蟲所攜帶的電荷。

例如，他們測(cè)量了角蟬的天敵 —— 捕食性黃蜂的靜電荷，發(fā)現(xiàn)這些黃蜂攜帶顯著的靜電荷，其大小和極性（正或負(fù)）各不相同。然而，有時(shí)會(huì)保護(hù)角蟬免受捕食者攻擊的無刺蜂，則攜帶不同且威脅性較小的電荷。

接下來，他們測(cè)試了角蟬是否對(duì)電場(chǎng)有反應(yīng)。研究人員在受控環(huán)境下將活體角蟬暴露在弱電場(chǎng)中，觀察到這些昆蟲會(huì)遠(yuǎn)離電場(chǎng)，這清楚地證明它們能夠探測(cè)到靜電力?！把芯繙y(cè)量了來自11個(gè)不同進(jìn)化支系的共151只角蟬個(gè)體的凈靜電荷，”研究作者指出。

然后是最具技術(shù)性的部分 —— 計(jì)算機(jī)建模。研究人員創(chuàng)建了不同身體形狀角蟬的3D數(shù)字模型，并模擬了電場(chǎng)在它們周圍的行為。

他們發(fā)現(xiàn)，與形狀簡(jiǎn)單的角蟬相比，擁有更夸張、更復(fù)雜形狀的角蟬，其身體表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度要高得多。這表明它們的身體結(jié)構(gòu)可以放大靜電信號(hào)，使它們對(duì)附近的電干擾（如捕食者的接近）更加敏感。

“我們的研究首次提供了電感應(yīng)能力可能驅(qū)動(dòng)形態(tài)進(jìn)化的證據(jù)，”英格蘭博士說。

形態(tài)與電荷的新科學(xué)

電感應(yīng)能力在鯊魚和電魚等水生物種中是已知的，但在陸生昆蟲中卻很少被考慮。事實(shí)上，靜電（僅通過接觸或運(yùn)動(dòng)即可產(chǎn)生）可能塑造動(dòng)物身體的觀點(diǎn)，挑戰(zhàn)了關(guān)于進(jìn)化如何運(yùn)作的長(zhǎng)期認(rèn)知。

然而，這里需要注意的重要一點(diǎn)是，雖然該研究有力證明了角蟬能夠感知電場(chǎng)，但研究人員尚未通過實(shí)驗(yàn)證明靜電感應(yīng)導(dǎo)致了昆蟲身體形狀的進(jìn)化。

“如果我們能將角蟬的形狀與其電生態(tài)學(xué)的某些方面（例如從特定角度接近、攜帶特定靜電荷的特定捕食者）聯(lián)系起來，這將真正有力地支持我們關(guān)于靜電是進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力的觀點(diǎn)，”英格蘭博士指出。

如果得到證實(shí)，這可能會(huì)改變科學(xué)家們看待奇特身體形態(tài)的方式，不僅限于角蟬，也包括其他形狀奇特的昆蟲?！斑€有許多其他昆蟲、蜘蛛以及其他動(dòng)物和植物也具有非常極端的形狀，其中許多目前尚無解釋，”英格蘭博士補(bǔ)充道。

該研究發(fā)表在《科學(xué)》（Science）期刊上。

如果朋友們喜歡，敬請(qǐng)關(guān)注“知新了了”！