它们给别的物种造了一批“假老婆”，只为了自己更好地繁殖

2023-04-30 14:04

一只雄蝇落在雏菊模拟出的假雌蝇旁边（图片来源：Roman Kellenberger/ University of Cambridge）

在勾心斗角的自然界生存从来就不是什么容易的事——对一只一心寻找繁殖机会的苍蝇来说尤其如此。想象一下，当你飞越花丛，恰好看到了一位心仪的异性，一心想要与它共度美好时光。但一阵努力之后，对方却没有任何回应——不得不承认，你被骗了，还帮别人打了白工。

撰文 | 二七

审校 | Clefable

这就是南非雏菊Gorteria diffusa与为它授粉的“苍蝇”Megapalpus capensis之间发生的故事：这种雏菊的花瓣上长出了深色的斑点，当雄蝇以为这些斑点是雌蝇并飞来交配时，雏菊就实现了自己的目标：传粉。

植物的惯用伎俩

对于生长在南非纳马夸兰（Namaqualand）的许多植物来说，繁殖都是个争分夺秒的过程。这里属于半沙漠环境，雨季非常短暂。在短暂的几场大雨之间，雏菊需要完成开花、授粉和结出种子这一系列工作。作为授粉的主力，这群“苍蝇”便成了雨季的“抢手资源”。

准确来说，故事的主人公之一M. capensis并不是苍蝇，它属于双翅目蜂虻科，有时会被称为“蜂虻蝇”（bombyliid fly）。起初，这些雏菊和许多虫媒花朵一样，提供花蜜和香味来吸引昆虫。然而，一些雏菊采取了另一种策略——为雄蝇模拟出一位“假老婆”，骗它们前来交配，从而达到自己授粉的目的。

视频来源：R. Kellenberger/ University of Cambridge

这样模拟成雌性、欺骗雄性授粉的行为并不少见，不过大多集中在兰科植物中。例如，澳大利亚的锤兰（Drakaea glyptodon）就是个中翘楚。为锤兰授粉的锯蝇有一种特殊的交配习惯：交配前，雌性锯蝇会先爬到草尖上，雄性锯蝇会过来抱住雌蝇，一起飞到空中交配。

锤兰恰好利用了锯蝇的这种习惯。在雄蝇看来，锤兰长得就像一只趴在草尖等待交配的雌蝇——这只“雌蝇”甚至也会释放类似的信息素。但当雄性锯蝇抱住了这位潜在配偶后，它当然不会跟着雄蝇一起飞到空中，雄蝇就会不断尝试起飞。在这个过程中，雄蝇的背部会撞到锤兰的花粉，让花粉牢牢黏在它的后背上。等到可怜的雄蝇终于放弃，转身奔向下一朵锤兰模拟出的雌蝇时，锤兰就完成了自己的繁殖大业。

锤兰（图片来源：Mcyster/English Wikipedia, CC BY-SA 3.0）

而这种雏菊是目前发现的少数兰科之外的“骗子”，尽管目前还没有证明它能利用类信息素引诱授粉昆虫，但对于雄性蜂虻蝇来说，仅仅是外表的模拟就足够有欺骗性了。

被骗的雄蝇

并非所有南非雏菊长得都一样，目前在这种雏菊中，已经发现了至少15种形态型。它们之间的主要区别在花瓣的斑点上。其中一些，在花瓣中央长有一整圈深色的斑点。而另外一些的斑点在花瓣上更加分散，没有形成完整的圆圈。

还有少数两三种，斑点的形态格外精巧：花瓣上零散分散分布着深色的斑点，斑点拱起圆润的弧度，上面还长有绒毛一样的凸起，甚至连身体和翅的光泽都模拟了出来。而这些设计精巧的花朵形态，正是欺骗授粉者的主力。即使对于（戴眼镜的）人类来说可能还有些差别，但在雄蝇看来，这完全是一位无法拒绝的交配对象。

2010年，两位南非的研究者深入观察了这些雏菊是如何欺骗雄蝇的。他们发现，雄蝇在不同形态型的雏菊上会呈现不同的行为。对于那些模拟得不够像的雏菊，雄蝇只会活跃地取食花蜜和花粉，或是短暂地落在花瓣斑点上，检查这是什么。

只有那些真正模拟出假雌蝇的雏菊，可以骗雄蝇前来交配：雄蝇会抖动腹部、在斑点上来回旋转，还会在一朵花上的几个斑点之间来回徘徊。统计显示，在造访这些花朵的雄蝇中，高达75%的雄蝇都会尝试与斑点交配。而这几种形态型也的确吸引了更多雄蝇，获得了更多的传粉机会。

好在对于其它形态型的雏菊来说，即使无法凭借模拟吸引到雌蝇，它们还是可以依靠花蜜吸引传粉者到访，用食物换得自己繁殖的机会。

雄蝇（上）和雌蝇（下）在不同形态型的花朵上取食（浅灰色）、观察（灰色）和交配（黑色）的比例。在模拟得较像的两种形态型（buffels和spring）中，雄蝇出现了交配行为。（图片来源：A. G. Ellis & Steven D. Johnson, 2010）

三组基因

南非雏菊这样精妙的设计不仅令人赞叹，还令人很是困惑：这样的模拟堪称完美，如果想要实现如此复杂的结构，一定会涉及大量的基因突变，因此需要很长时间才能演化出来。

而最近发表于《当代生物学》（Current Biology）的一项研究发现，这些雏菊只用了不到200万年，就演化出了这样的形态。如此快的速度是因为它们采用了一种高效技巧：它们没有等待新的突变出现，而是完美结合了已有的三组基因，让它们以新的方式汇集在花瓣中，就构建出了这样的“假苍蝇”。

“它们做了一些更聪明的事情：将现有的基因汇集在一起”，英国剑桥大学生物化学系的Beverley Glover这样说道。这种现象被称为共择（co-option）, 指的是基因及其产物在演化过程中产生新的功能，进而替代原有功能的过程。

研究者发现，在这种雏菊设计出“雌蝇”的时候，一共用到了三组已有的基因。第一种能控制铁离子迁移，可以调节花瓣的颜色，使斑点呈现出类似雌蝇的绿色到黑色渐变；第二种基因与根毛有关，可以使斑点表面长出毛茸茸的凸起，让雄蝇“摸起来”更有质感；第三组基因可以控制开花时间，它能够使斑点出现在明显随机的位置，而不是围成一圈整齐的环形。

雏菊模拟出的“雌蝇”同样呈深绿色，还有着类似的光泽（图片来源：University of Cambridge）

根据不同形态型的基因组，研究者得以构建谱系，计算这些性状的演化顺序。研究者推测，这些雏菊首先演化出了斑点的深绿色，然后是随机定位，最后才是斑点表面的凸起。雏菊可能先通过颜色和排列吸引了雄蝇的注意力——相比雌性，雄性的传粉效率更高，最后，酷似雌蝇的触感诱导了雄蝇假交配的动作，从而直接利用交配过程授粉。

试想一下，当一只雄蝇发现一朵这样的花，美丽的外貌与毛茸茸触感更确定了它的欲望。随着动作，花粉落到了雄蝇身上，而它眼中的“雌蝇”却始终没有回应。直到雄蝇沮丧地放弃，继续寻找下一位老婆——它很可能再次找到一朵假老婆——此时，它自己的繁殖进展可能为零，但雏菊把握住了这个宝贵的雨季。

想起了一位沉迷纸片人的朋友……

参考链接：

https://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/656487

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00270-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982223002701%3Fshowall%3Dtrue#

https://www.eurekalert.org/news-releases/983125

https://www.science.org/doi/10.1126/science.329.5999.1581-d

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