小科普 |螳螂的介绍 :食性、捕猎与求偶
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在美国内布拉斯加州奥罗拉市林肯湾草原上拍摄到的螳螂。
我养的紫松果菊有几朵已经枯萎了,掉落在前廊的台阶上,发出“嘎吱嘎吱”的声响。花朵枯萎后结出种子,撒落一地。我意识到这盆花该修剪修剪了。当我弯下腰,把干枯的枝条剪去,我发现自己正以祈祷(pray)的姿势与一只摆出同样姿势的虫子对视。或许,用“捕食(prey)”这个词更加准确。
那是一只螳螂,正躲在一片常绿灌丛中寻找午餐。我收起手里的修剪器,仔细观察它是如何捕食的。
“螳螂真的是很棒的猎手,”英国纽卡斯尔大学视觉科学教授珍妮·里德(Jenny Read)说,“我总是在想,如果我是一只蟋蟀的话,周围有一只虎视眈眈的螳螂,那该有多可怕。”
这只螳螂用它的耳朵和3D眼睛在我的院子里寻找食物,也在寻找配偶。在秋天,螳螂既渴望捕食,也渴望求偶,有时这两件事会同时进行。
世界上超过2400种螳螂。它们都有长长的前臂(以便更好地捕猎),在休息时经常折叠起来。许多文化都认为螳螂具有某种“神秘的力量”。事实证明,螳螂的确能带给人们很多惊喜。
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林肯湾草原上的一只雌螳螂。
听觉
一只螳螂的体长有时能达到6英寸(15.24厘米),长长的杆状躯干占据了大部分体长。螳螂通常将前腿折叠起来,形成准备攻击的姿势,看起来很像在祈祷(pray),因此而得名(praying mantis)。
螳螂的耳朵藏在它钳子般的前肢之后,它的耳朵并不是长在头上,而是在胸部附近。螳螂的听觉范围也比人类更广。
螳螂可以听到蝙蝠用回声定位猎物时的超声波脉冲。当蝙蝠想要捕食螳螂时,螳螂就可以通过耳朵里收集到的声音来识别其位置,可以在飞行中俯冲而下,躲开蝙蝠的撕咬。
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一只藏在花丛中的螳螂摆好了拍照姿势。
视觉
当螳螂从猎物变身捕食者时,它的眼睛就起到了重要的作用。螳螂有两只大眼睛,这对许多昆虫来说并不罕见。特别的是,螳螂的两只眼睛在同一平面上,朝向前方,就像人类的眼睛一样。这在昆虫中是独一无二的。更独特的是,螳螂的头部可以180度旋转,有利于观察四周的情况。
为了对比研究螳螂的视觉与人类的视觉,英国纽卡斯尔大学的科学家们用蜂蜡将微型3D眼镜固定在螳螂身上。3D眼镜的一块镜片可以过滤掉蓝色,另一块镜片可以过滤掉绿色。
我们的大脑通过匹配两只眼睛发送的图像来感知物体的深度,这就是立体视觉。如果两只眼睛发送的图像不匹配,我们就会看到一个模糊的物体。而对螳螂来说,只要它在移动中,即使图像不匹配也不会影响视觉效果。螳螂对深度的感知基于运动,而不是依靠图像匹配。这就是螳螂能准确而快速地捕获猎物的原因,它可以忽略所有其他因素,只专注于自身的动态。
“螳螂的眼睛并没有很多感光细胞,”里德说,“我们可以理解为,螳螂所看到的图像不是模糊的,而是块状的,或者说是打满马赛克的。”
在螳螂的眼里,只有目标猎物是运动的,其他事物的运动都可以被忽略。因此,当目标猎物移动时,它就可以立即瞄准目标。这一创见性进步远远超出了昆虫的能力,我们可以对其进行适当转化,为人类所用,让机器人机械的工作方式变得更加复杂化。
例如,扫地机器人可以感应到面前的墙壁,知道什么时候转弯才不会撞上墙壁,也知道要将机械臂伸出多远才能捡起垃圾。这就是机械的深度感知。研究螳螂的行为有助于我们优化这一特性。
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一只雄螳螂正在吃天蛾
捕鱼的螳螂
螳螂专注于运动,这使它们成为高效的捕食者和危险的配偶。从跳虫到鸟类,都是螳螂的捕食对象。螳螂的食性远远超出了我们的预期。
2019年秋天,印度研究人员拉杰什·普塔斯瓦迈亚(Rajesh Puttaswamaiah)发现了一只“捕鱼螳螂”,让全世界为之震惊。普塔斯瓦迈亚记录了自家花园小池塘里的一只螳螂的捕食过程。螳螂捕食孔雀鱼时,把百合叶当作“猎场”,在5天内捕获并吃掉了9条孔雀鱼。
“螳螂太厉害了,”里德说,“它们能用这么小的大脑完成如此复杂的行为。”
秋天,食物是螳螂的主要动力。在这时,螳螂为期一年左右的生命周期即将结束,它们四处觅食,同时也在寻找伴侣。众所周知,有记录显示雌螳螂在交配期会以雄螳螂为食。不过,最近的研究表明这种情况发生的概率比传说中要低。