作為夜間昆蟲的主要捕食者，蝙蝠施加的選擇性壓力導致獵物進化出專門的適應性。其中一個適應性就是發展出了某種預警系統：耳朵能敏銳地捕捉蝙蝠用來捕食的高頻迴聲定位訊號。研究人員已經發現至少有六種昆蟲–包括飛蛾、甲蟲、蟋蟀和蚱蜢–具有探測超音波的能力。虎甲蟲模仿毒蛾的超音波訊號來躲避蝙蝠的捕食，這是它們夜間活動時特有的生存策略。

虎甲蟲獨特的防禦機制

但是，虎甲蟲卻更進一步。當聽到附近有蝙蝠時，它們會用自己的超音波訊號做出反應，而在過去的30 年裡，沒有人知道這是為什麼。

一項新研究的第一作者哈蘭-高夫說：”這對人類來說是一個非常陌生的想法：這些動物在夜間飛來飛去，試圖在完全黑暗的環境中捕捉對方，用聲音作為它們溝通的方式，”這項新研究最終解開了這個謎團。他在佛羅裡達自然歷史博物館做博士研究時推斷，虎甲蟲發出聲音一定有很大好處，因為這也有助於蝙蝠找到它們。

據科學家所知，虎甲蟲是唯一一類似乎會對蝙蝠的捕食產生超音波的甲蟲。不過，據估計有20% 的蛾具有這種能力，這為了解其他昆蟲的行為提供了有益的參考。 “高夫說：”這是一項非常有趣的研究，因為我們可以一層一層地剝開這個故事。

許多在夜間活動的虎甲蟲會發出高亢的超音波警告信號來驅趕蝙蝠。資料來源：Harlan Gough

研究方法與觀察

研究人員首先證實，虎甲蟲會在蝙蝠捕食時產生超音波。蝙蝠在夜空中飛行時，會週期性地發出超音波脈衝，從而捕捉周圍的環境。當蝙蝠找到潛在的獵物時，它們就會開始更頻繁地發出聲波，從而鎖定目標。

這也產生了一種獨特的蝙蝠迴聲定位攻擊序列，研究人員將其播放給虎甲蟲聽，看看它們會如何反應。當甲蟲飛行時，它的硬殼會張開，露出兩片能產生升力的後翅。以前覆蓋在翅膀上的鞘翅具有保護作用，對飛行沒有幫助，這些後翅通常是豎起來不礙事的。

研究人員在亞利桑那州南部的沙漠中度過了兩個夏天，並收集了20種不同的虎甲蟲進行研究。其中，有七種虎甲蟲對蝙蝠的攻擊序列做出了反應，它們向背部輕微擺動後翅。這使得跳動的後翅撞擊到後緣，就像兩對翅膀在鼓掌一樣。在人耳中，這聽起來像是微弱的嗡嗡聲，但蝙蝠會接收到較高的頻率，聽到甲蟲響亮而清晰的聲音。

昆蟲對蝙蝠迴聲定位的反應

“對蝙蝠的迴聲定位做出反應的能力遠沒有聽到迴聲定位那麼常見，”高夫說。 “大多數蛾子並不是通過嘴巴來歌唱這些聲音的，就像我們認為蝙蝠是通過嘴巴和鼻子進行迴聲定位一樣。例如，虎蛾使用身體側面的特殊結構，所以你需要這種結構來發出超聲波，也需要耳朵來聽到蝙蝠的聲音。

虎甲蟲會用超音波來回應蝙蝠的攻擊聲，但這是為什麼呢？

有些飛蛾可以透過近距離快速連續發出幾聲喀喀聲來幹擾蝙蝠的聲納。不過，研究人員很快就排除了虎甲蟲的這種可能性，因為它們產生的超音波過於簡單，不可能達到這種效果。相反，他們懷疑會產生苯甲醛和氰化氫等防禦性化學物質的虎甲蟲在利用超音波警告蝙蝠它們是有害的–就像許多飛蛾一樣。

“這些防禦性化合物已被證明可以有效地對付一些昆蟲捕食者，”高夫說。 “有些虎甲蟲當你把它們拿在手上時，實際上可以聞到它們產生的一些化合物的氣味。”

檢驗化學防禦理論

他們給大棕蝠吃了94 隻虎甲蟲來驗證他們的理論，大棕蝠吃各種各樣的昆蟲，但對甲蟲有強烈的偏好。出乎他們意料的是，90 隻甲蟲被完全吃掉，兩隻只被部分吃掉，只有兩隻被拒絕，這表明甲蟲的防禦性化學物質對大棕蝠幾乎沒有什麼勸阻作用。

據博物館麥奎爾鱗翅目和生物多樣性中心主任Akito Kawahara 稱，這是科學家第一次測試虎甲蟲是否真的對蝙蝠有害。

川原說：”即使你確定了一種化學物質，也不意味著它能抵禦特定的捕食者。在與捕食者進行實驗之前，你實際上並不知道。”

模仿是一種生存策略

原來，虎甲蟲不會用超音波來警告蝙蝠它們的毒性。但還有最後一種可能。有些飛蛾即使是美味的，也會發出反蝙蝠的超音波。科學家認為，這些飛蛾是在模仿真正有害的飛蛾物種的超音波訊號來欺騙蝙蝠。

虎甲蟲會不會也在做類似的事情？研究人員將早期收集到的虎甲蟲超音波記錄與資料庫中已有的虎蛾記錄進行了比較。在對超音波訊號進行分析後，他們發現了一個明顯的重疊，也找到了問題的答案。

虎甲蟲對蝙蝠沒有化學防禦能力，它們會產生超音波來模仿虎蛾，而虎蛾對蝙蝠是有害的。

但這種行為僅限於夜間飛行的虎甲蟲。在2000 多種虎甲蟲中，有些只在白天活動，利用視覺追逐和捕食較小的昆蟲，沒有蝙蝠捕食的選擇性壓力。研究人員在研究中發現的12 種晝夜夜出的虎甲蟲就證明了這一點。

“如果你讓一隻晚上睡覺的虎甲蟲對著它播放蝙蝠迴聲定位，它根本不會做出任何反應，”高夫說。 “它們似乎很快就能失去害怕蝙蝠迴聲定位的能力。”

生態影響與關注

研究人員懷疑，鑑於對夜空聲學研究的不足，可能還有更多未被發現的超音波擬態例子。

川原說：「我認為這在全世界都在發生。我們和我的同事傑西-巴伯（Jesse Barber）一起研究這個問題已經很多年了。我們認為這不僅僅是虎甲蟲和飛蛾的問題。

這些微妙的生態互動也有可能很快就會遭到破壞。聲學擬態需要一個安靜的環境才能發揮作用，但人類的影響，如噪音和光污染，已經在改變夜空的外觀和聲音。

川原說：「如果我們想了解這些過程，我們現在就需要做。在我們的後院裡，正在發生著我們看不到的奇妙過程。但是，如果讓我們的世界變得更響亮、更明亮，並改變溫度，這些平衡就會被打破。

作者在《 生物學通訊》（ Biology Letters）雜誌上發表了他們的研究報告。

編譯來源：ScitechDaily