本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
即使是飞蛾也无法逃脱处女的苦难。犹他大学的科学家进行的一项新研究表明,当雄性处女棉铃虫(Helicoverpa zea)飞蛾闻到雌性的气味时,它会不惜一切代价尽快到达她身边,即使这意味着在身体做好持续飞行的准备之前就起飞。
棉铃虫(H. zea)遍布世界各地,被认为是主要的农业害虫。如果它们以玉米为食,其幼虫更广为人知的名称是玉米穗虫;如果它们以棉花为食,则称为棉铃虫;如果它们以番茄为食,则称为番茄果虫。棉铃虫(H. zea)飞蛾的平均翼展约为4厘米,其前翅呈柔和的黄色或棕色,带有锈色、橄榄绿色或灰色斑点。
它们属于夜蛾科,是世界上最大的飞蛾和蝴蝶科。对于这些飞蛾来说,成功的繁殖完全取决于时机,因为雌性一旦交配一次,就会停止寻找配偶,并且至少在接下来的 24 小时内,其接受能力和性信息素的产生会受到抑制。这意味着雌性很少在一个晚上交配两次,因此雄性在闻到她的气味后立即找到她是很有道理的。
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但这其中的问题是,飞蛾要实现快速有力的飞行,必须首先通过颤抖来预热肌肉。昆虫的飞行肌肉是动物王国中代谢成本最高的肌肉类型之一,需要大量的氧气来产生足够的动力。因此,如果雄蛾不花时间适当预热,它可能无法到达雌性身边,或者可能被其他追求者赶超。这些处女蛾受制于快速起飞和稳定飞向终点之间的权衡。
生物学家何塞·克雷斯波和尼尔·维克斯检查了处女雄性棉铃虫(H. zea)飞蛾的起飞前行为。他们选择了处女雄性,因为它们从未交配或接触过信息素,因此会产生最准确的结果。维克斯和克雷斯波将雄性冷却至 8 到 10 摄氏度,这使它们处于不活动状态,然后将它们运送到微型风洞中,一旦它们适应了环境,就让它们接触六种不同的气味。一种是雌性的正常信息素气味,另一种是稀释的信息素,另外四种是对雄性没有任何影响的对照气味。使用可以测量体温的红外摄像机记录雄性对不同气味的反应。
在《实验生物学杂志》上发表,研究人员报告说,当雄性接触到有吸引力的信息素时,它们开始颤抖的速度明显快于那些接触到其他任何气味的雄性,并且起飞时的胸部(胸腔的)温度较低。接触到信息素以外的气味的雄性只有在完全预热飞行肌肉后才朝随机方向飞行。“这些家伙的升温速度并不相同,”维克斯说。“接触信息素气味的家伙会‘哇!’,它们升温更快,起飞也更快。但这会影响它们可以产生的飞行动力。”
研究小组还通过测量垂直飞行动力(或力)来测量胸部温度对飞蛾飞行有多大影响。他们通过将一个昆虫针轻轻地连接到飞蛾的胸部上来做到这一点。针的另一端连接到一个力传感器。然后将飞蛾放置在一个小的泡沫塑料球上,飞蛾会用腿反射性地抓住泡沫塑料球,当克雷斯波将球轻轻移开时,飞蛾会反射性地向上飞离它。飞蛾上方还放置了有吸引力的白色和黑色灯光,以确保飞蛾以最大力向上飞行,这由传感器记录和测量。
结果表明,为了获得最大的飞行动力,飞蛾需要将其肌肉加热到 32 摄氏度。克雷斯波和维克斯观察到的处女雄性起飞时的温度仅为 27 摄氏度,这太低了,无法抓住雌性。“[飞蛾]以‘争夺竞争’而闻名,”克雷斯波说。“当雌性在田野中散发信息素时,该信息素可能会被几只雄性检测到,它们会试图竞争并首先到达雌性身边。你可以看到,早点起飞并试图首先到达雌性身边可能是有利的。”
但是,他补充说,以较低的温度起飞意味着维持飞行的动力较小,因此这些处女蛾在预热和更快起飞以首先到达雌性身边之间存在妥协,或者等待并适当地预热肌肉,希望缓慢而稳定地赢得比赛。目前尚不清楚哪种选择更好——是乌龟还是兔子——直到进行进一步的研究来比较每种方法的平均成功率。维克斯说,他们的结果表明,“飞行,投入一段关系是需要付出代价的”。
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1月10日,星期二
所以,X计划:我通过将它插入最近的辣妹来将自己从青春期的处女地狱中解放出来,正在全面展开,但到目前为止,事实证明是不成功的,尽管事实上我是有史以来最快的家伙。这就是他们叫我约翰的原因,这使我与所有其他不叫约翰的飞蛾区分开来,或者称我为闪电侠,因为我是有史以来最快的家伙。将继续采用这种策略,因为作为最快的家伙意味着我必须赢。
1月12日,星期四
仍然没有到达雌性身边,但已经非常接近了。昨天我实际上看到了一只雌性,然后我太累了,不得不坐下来。
1月13日,星期五
今天,X计划成功了。现在我是一个男人了。另一方面,我现在完全参与了Y计划:我将自己从被性称为闪电侠的地狱中解放出来。该策略包括承认我有一个问题并使用局部麻醉乳膏。