入夜后的林间,
虫鸣此起彼伏。
对小小的昆虫而言,
在短暂的生命周期里,
除了觅食、避险,
最重要的使命便是繁衍后代。
历经亿万年演化,
不同昆虫为了适应生存环境、种群竞争,
发展出了风格迥异的交配模式。
有的相伴良久,
有的速战速决,
还有的演化出极具特色的身体结构,
来应对繁衍竞争。
今天,我们就一起来探秘
山林里常见昆虫的交配趣事吧!
注:目前针对许多物种交配行为的研究资料仍较为匮乏,下文介绍仅适用于图片物种的近缘类群,仅供参考。如有错误,欢迎指正。
各类鳃金龟是山间十分常见的夜行性昆虫,每到夜晚便大量出没。
它们是群居性昆虫,同一片区域内的种群密度极高,一般来说,鳃金龟的雌性个体很容易被多个雄性个体同时争夺。激烈的求偶竞争,让雄性个体进化出了非常强壮的交配器官。
鳃金龟的生殖结构类似一个物理的卡扣,在漫长的交配过程中(以大栗鳃金龟为例,平均交配时长约2h)可以牢牢锁定雌性身体,避免交配过程被其他雄虫打断、抢占机会。
稳定的构造能大幅提升交配成功率与受精概率,最大限度保障繁衍效率。
对于不具备鳃金龟这类特殊锁定结构的昆虫,有些昆虫选择通过延长交配时间、多次输入精子来提高繁殖成功率。山林间极易观察到的蝽类(俗称臭大姐)、多种甲虫,都普遍采用这一繁殖策略。
不过,不同物种间的交配持续时间差异悬殊,比如松墨天牛的交配时间平均在3小时以上,但也有天牛几分钟就结束的。
蝽类的差异更大,有些盲蝽的交配时间只有数十秒,但是新疆菜蝽最长交配时长能达到30小时。
很多昆虫因为交配时间比较长,所以它们在交配之时还往往会进行其他的活动,比如取食。
边交配边取食,原来昆虫才是“时间管理大师”。
有意思的是,研究还发现许多雄虫碰到正在交配的雌雄个体,一般都会“醋意大发”,尝试干扰与拆散它们,但大部分会以失败告终。
蝽类的典型交配姿势是上图这样的180°“一字型”,野外观察到的多数蝽都采取这样的交配姿势。
不过,猎蝽、盲蝽及其他部分蝽的交配方式不同,比如之前看到月肩莫缘蝽的交配就呈现了“V”字型。
正在交配中的月肩莫缘蝽,V字型
还用叶片挡住了脸,有点犹抱琵琶半遮面的意思
为了保证自己的精子能够在雌虫体内充分发展,许多雄虫进化出了交配后依然抱住雌虫、并用自己的腹部挡住雌虫生殖器部位的机制,防止它在短时间内再与其他雄虫交配——即配后保护机制。
鞘翅目、蜻蜓目、半翅目等多个昆虫类群都有配后保护机制,金龟是其中典型代表。
多数金龟的交配时间不长,比如白星花金龟的交配时间在1-12分钟不等,但是配后保护时间很长,平均时间达到近60分钟,最长观察到的时间达到224分钟(近4个小时)。
金龟完整繁殖行为分为四个阶段:雄虫爬背、雌雄抱对、正式交配、配后保护。爬背阶段雄虫攀附于雌虫背部,雌虫可选择接受或抗拒交尾。
在野外观察来看,这个爬背时的姿势和配后保护的姿势比较相近,不好区分。
上图墨绿彩丽金龟雄虫以前足、中足环抱雌虫,猜测更大可能性为交尾后守护阶段;下图曲带弧丽金龟依靠中后足抓握,猜测更偏向于交尾前的爬背、抱对行为。
为实现生殖收益最大化,大部分的雌性昆虫会选择与雄性进行多次交配,这也是昆虫界比较普遍的特性。几乎所有的昆虫大类都有多次交配的特性。
以我们熟悉的蝽类为例,它们在成虫期会交配数次,并且会与不同的雄性个体交配;甲虫也往往多次交配,曾记录到的笼中饲养的光肩星天牛成虫一生可交配多达38次,平均次数也有28次,其他各种天牛的交配次数也在数次到十余次不等。
雌虫愿意交配数次的原因目前还不完全明晰,但有两种最有可能的假说:
1)物质利益: 通过交配获取雄虫提供的营养物质,刺激自身生殖系统发育、储存足量精子繁育更多后代,或是获得雄性个体的庇护;
2)基因利益:与不同雄虫交尾可提升后代基因多样性,筛选优质遗传基因,增强种群对复杂恶劣环境的抵御能力。
蜻蜓与豆娘是水边最易观察到的昆虫,它们拥有辨识度极高的特殊交尾姿态:
在交配前,雄虫会先用腹部末端紧紧抓住雌虫的头部或胸部,呈现出一个类似站立的结构。
保持这个姿势一段时间后,雌虫弯曲腹部,使自身生殖孔对接雄虫第2腹节的交配器官。于是,二者就形成了一个类似心形的交配轮。
能看出来哪个是雄,哪个是雌了吗?
大家试着分辨一下吧!
它们甚至可以保持这个姿态一起飞行、停歇,没有固定的“交配场地”,空中、水面、枝头都能成为繁衍场所。
整个过程灵活又特别,也是自然观察中最容易记录的趣味场景之一。
蛾类往往出现在夜晚,漫天飞舞的各类蛾类,是夜行昆虫的主力军。它们视力有限,却拥有极其灵敏的嗅觉。
每当夜晚来临,多数雌蛾会释放特殊的信息素,气味可飘散数百米远,而此时的雄性会依靠触角来精准追踪气味,跨越距离寻找伴侣。
当然,也有例外。对于斑蛾来说,它的雄虫也会分泌性信息素来召唤雌虫。
无论是雌虫找雄虫,还是雄虫找雌虫,同是求偶行为。
瓜绢野螟
它腹部末端有个特别的“球形手摇花”结构
可以释放信息素吸引异性前来交配
成功配对后,蛾类交尾过程通常十分短促,结束后雌雄便各自离开。在夜晚交配,可以大幅度减少它们被天敌捕捉并吃掉的概率,这也是它们的生存智慧。
当然,除了蛾类,不少的昆虫也能释放强烈的性信息素,比如一只被放在田里的雌性松叶蜂,可以通过信息素招来多达11000只雄性松叶蜂,足以窥见信息素在昆虫求偶中的强大作用。
山林间常见的竹节虫,个头不小、行动迟缓、不能飞行、天敌众多。所以,为了不暴露位置引来危险,它们的交配过程一般十分安静而缓慢,且大多选择在夜间、枝叶背面等隐蔽处悄然进行。
绝大多数竹节虫的雌雄体型有明显差异,体型较小、更为细瘦的为雄虫,它们的触角占体长比例也更高;体型更大、粗壮的是雌性竹节虫,触角也相对短粗。
除了一般的两性生殖,不少竹节虫种类还有孤雌生殖的能力,只是一般孤雌生殖产的卵孵化率会低很多,部分只有2%-3%的孵化率,但是与此同时,它们孤雌生殖的成虫的寿命会远长于受精的雌虫。
果然,大自然有它自己的平衡之道。
众所周知,母螳螂在交配后有时会吃掉公螳螂来补充营养。这并不总是发生,但是对于公螳螂来说,繁育本身就是一场以生命为赌注的生死博弈。
螳螂的体型差异很大,母螳螂往往比公螳螂大很多。条件允许时,雄性螳螂会更倾向于和饱腹的母螳螂交配,因为这种情况下它们被吃的概率非常非常低。
但对于那些交配机会更少的公螳螂,它们不得不冒着很大的被吃掉的风险,与空腹的母螳螂完成交配。
为了留下后代,它们不得不进行这样的危险博弈。
毕竟,公螳螂存在的意义就是交配,这也是它们很多寿命远低于雌性的原因。
除了以上派别,自然界昆虫还有更多别具一格的求偶与交尾模式:
才艺取悦派——蝉、蟋蟀这些昆虫会集中鸣叫歌唱,建立求偶场域来吸引异性;蝴蝶也需要空中跳舞来求偶;
礼物贿赂派——蝎蛉科的昆虫会赠送捕获的食物作为“彩礼”来“贿赂”伴侣,以此获得求偶机会;
.......
自然界的物种千千万,其中尤以昆虫的多样性为最。每种昆虫的交配方式,都是千万年自然选择的结果。
没有绝对的“奇特”与“怪异”,所有形态、行为的背后,都是为了让种群更好地延续。
上述许多昆虫的交配策略也不是单一的,许多昆虫同时属于数种派别。
当我们再次在夏夜山林遇见这些小生命,或许我们就可以看懂它们繁衍背后的生存智慧,这也是自然观察无可替代的乐趣。
如果有幸碰到昆虫正在交配,可以保持距离、附身观察,用镜头记录下这难得的时刻,不要触碰、惊扰它们哦!
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