蟋蟀说：没事多出去逛逛，没准就能找到对象

来源丨科学大院（ID：kexuedayuan）

作者丨EVEE

每年的七八月，蟋蟀的阵阵叫声在夜晚的草丛中回旋，尤为起劲。

大家如果细心聆听，就不难发现蟋蟀鸣叫的声音也多种多样：形单影只的雄蟋蟀常常会发出悠长而舒缓的叫声，旨在吸引雌性的注意力；倘若找到了对象，那叫声又会变得短促而轻柔…

蟋蟀｜twin-cities.umn.edu

但在夏威夷群岛的考艾岛上，人们却很难再听到雄蟋蟀的求爱曲，是谁让蟋蟀们沉默了？不能歌唱的蟋蟀又是怎么“找对象”的？

循声而来的致命杀手

在上世纪末，第一群蟋蟀远渡重洋，从大洋洲初到夏威夷群岛。每天夜里，雄性蟋蟀一如在故乡时，靠每晚的小夜曲来吸引雌性。

人们当然不会觉得这有什么奇怪，毕竟蟋蟀一直以来都是这样做的。直到有一天，人们发现，考艾岛的夜里变得安静了。

而这一切，竟然是因为考艾岛上的另一位外来客—一种叫做 Ormia ochracea 的寄生蝇。

二十世纪九十年代，寄生蝇搭着便车从北美远道而来，翅膀轻轻一扇，就给考艾岛的蟋蟀们带来了巨大的影响：寄生蝇会在蟋蟀身上产下幼虫，幼虫会钻入到蟋蟀体内，并在一周的时间里杀死自己的寄主。

寄生蝇在蟋蟀身上产下幼虫｜nelson.beckman.illinois.edu

和大多数寄生蝇不同，这种仅分布于美国德州和佛罗里达州的寄生蝇并不是靠视觉来捕捉自己的目标。取而代之的是，它们通过无与伦比的听觉来锁定自己的猎物。

为了了解这种寄生蝇听音辩位的能力，科学家们用扬声器播放录制的蟋蟀叫声，结果让人感到吃惊。雌性的寄生蝇可以在几米之外以很高的精度定位蟋蟀的位置(误差仅有几厘米)，不仅如此，如果寄生蝇在奔赴目标的过程中，人为地中断扬声器的播放，它们依旧可以根据先前得到的信息确定发声源的位置。

进一步的研究表明，寄生蝇使用两个非常小的“耳朵”（约1平方毫米的面积）来聆听声音，这两个“小耳朵”位于寄生蝇的前胸腹侧，一如下图，两个“耳朵”（图中的①和②）对称地分布在前胸腹板上，通过两根叫做鼓膜膜间桥的结构在前胸的中心枢突处（图中的③）相连。

寄生蝇的“耳朵”｜nelson.beckman.illinois.edu

大家可以想象一下，把图中的①、②和③连接起来，是不是像一个跷跷板？

这个“跷跷板”在寄生蝇的声音检测和定位中起着至关重要的作用。具体而言，这个结构就像一个杠杆，有助于在两个鼓膜之间传递和放大振动能量。当声音以略微不同的相位和幅度撞击两个鼓膜时，鼓膜膜间桥通过“弯曲”和“摇摆”的动作在每个鼓膜中建立不对称的振动模式，使得神经系统更容易区分声音来自哪一侧。

寄生蝇听觉的工作模式｜nelson.beckman.illinois.edu

为了可以听音识寄主，寄生蝇也真是拼了，演化出了如此精巧的听觉系统，但俗话说的好，道高一尺魔高一丈，蟋蟀对此也不是全无办法，一场演化大赛在考艾岛的夜里悄然展开…

蟋蟀的反制：考艾岛的寂静之夜

熟悉蟋蟀的朋友们都知道，雄性蟋蟀的叫声并不是真的靠嘴在鸣叫，而是通过将翅膀相互刮擦来进行发声。蟋蟀翅膀上的翅膜是发声的关键，在蟋蟀的前翅上有一套特殊的发音器，其中一个翅膀的翅膜像细密的齿，另一个翅膀的翅膜则有着突出的棱状结构，当两者互相摩擦，就可以发出悦耳的声音啦。

蟋蟀翅膀上的发声器｜phys.org

但当这种悦耳歌声化身为蟋蟀的催命曲时，沉默，对于考艾岛上的蟋蟀可能是更好的选择。

对于寄生蝇听音辨位的特殊本领，蟋蟀想要反制，那最简单的办法就是不再发出声音，考艾岛上的蟋蟀们也正是这样做的。

2006年，一项发表在期刊《生物学通讯》上的研究报道了这一有趣的现象，在考艾岛上，超过90%的雄性蟋蟀不再发出声音，它们的翅膀形态发生了改变，翅膜上的突起明显变少，而且位置也发生了改变。科学家们把这样的翅膀称为平翅，平翅不影响蟋蟀的飞行能力，但影响它们发声。

正常雄性的翅膀(a)，平翅蟋蟀的翅膀(b)，雌性蟋蟀的翅膀(c)｜参考文献

令人惊奇的是，这种变化的发生是在不到20个世代的时间里实现的，相比于大多数情况下漫长的演化过程，这一改变无疑是迅速的。

后续的研究表明，在考艾岛的蟋蟀种群里，一个基因的突变改变了蟋蟀翅膀的形状，使得雄性蟋蟀们不再发出悦耳的求爱曲，考艾岛的夜里变得静悄悄，只有偶然间的一两声鸣叫告诉人们在这个岛上还有蟋蟀存在。

类似的情况也发生在夏威夷群岛的另外一座小岛—欧胡岛上，在考艾岛蟋蟀沉默的两年后，邻近的欧胡岛上也出现了不能发声的蟋蟀。大家推测:肯定是考艾岛上的蟋蟀“偷渡”到了欧胡岛上。

考艾岛和欧胡岛｜参考文献

其实事情还真不像大家想的那样，欧胡岛上的平翅蟋蟀和考艾岛有着显著的不同，虽然它们都不能通过摩擦翅膀发声，但是两座岛上的蟋蟀的翅膀形态有着巨大的差异。欧胡岛上平翅蟋蟀的翅膀形态更加接近于正常的蟋蟀，并且两座岛上的平翅蟋蟀间前翅的差别肉眼可见。

考艾岛和欧胡岛上平翅蟋蟀的形态差异，可以看出欧胡岛平翅蟋蟀更加接近正常蟋蟀｜参考文献

既然形态上差异很大，那么决定了形态的遗传位点是不是也存在差异呢？

答案是肯定的。2014年，一项发表在期刊《当代生物学》的研究就证实了这一点，科学家们发现，决定这两座岛上蟋蟀平翅的基因并不相同，两座岛上的平翅蟋蟀是在寄生蝇选择下趋同演化的结果。

嘿，这可能就是殊途同归吧~

不能歌唱，也有办法找对象

虽然平翅的性状可以帮助雄性蟋蟀不再发出声音，避免被寄生蝇找到，从而逃脱被寄生而亡的命运，但这也带来了沉重的代价，雄性失去了吸引异性的方式。

不过平翅雄性并不会坐以待毙，繁衍的本能让它们找到了突破沉默的特殊方式——利用那些还可以发出声音的雄性。

2006年，一项发表在期刊《生物学快报》上的研究对上述问题进行了研究，科学家们划定了一个半径为2米的圆形研究区域，在圆心处利用扬声器播放蟋蟀的求爱曲，并记录在研究范围内所有蟋蟀的位置、性别和翅膀形态。结果显示，在考艾岛上，平翅蟋蟀们会比正常的雄性蟋蟀更加靠近扬声器，这似乎支持了这些平翅个体在利用正常的伙伴来吸引雌性。

大家可能会问了，按这趋势，那些可以发出声音的雄性迟早要玩完啊，到时候一群平翅雄性该咋办？

答案也很简单，在沉默中爆发！根据期刊《动物行为》在2015年的一项研究，考艾岛上的平翅雄性个体通过增加活动来增加找到配偶的机会。既然不可以通过唱歌来吸引雌性，那只能到处多逛逛来碰运气啦！

话说，蟋蟀都这么努力了，没找到对象的大家，就别在家宅着啦！

参考文献

[1] Robert, D., Miles, R. N., & Hoy, R. R. (1996). Directional hearing by mechanical coupling in the parasitoid fly Ormia ochracea. Journal of Comparative Physiology A, 179(1), 29-44.

[2] Moskvitch, K. (2014). Evolution sparks silence of the crickets.

[3] Zuk, M., Rotenberry, J. T., & Tinghitella, R. M. (2006). Silent night: adaptive disappearance of a sexual signal in a parasitized population of field crickets. Biology letters, 2(4), 521-524.

[5] Pascoal, S., Cezard, T., Eik-Nes, A., Gharbi, K., Majewska, J., Payne, E., ... & Bailey, N. W. (2014). Rapid convergent evolution in wild crickets. Current Biology, 24(12), 1369-1374.

[6] Balenger, S. L., & Zuk, M. (2015). Roaming Romeos: male crickets evolving in silence show increased locomotor behaviours. Animal Behaviour, 101, 213-219.

作者单位：北京大学生命科学学院

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