彻底颠覆你的认知!人人都讨厌的苍蝇是如此神奇

你认为苍蝇和什么词有关?据估计,“肮脏、细菌和腐败”等词都在名单上。但在研究人员眼中,这些小昆虫是多样而奇妙的生命,它们是世界上不可或缺的角色之一

苍蝇在生物世界中扮演什么角色

苍蝇,或苍蝇,在昆虫分类学上属于双翅目环裂。全世界约有40000种由双翅目学者命名的苍蝇,中国分布有近5000种(薛万琦等,2009年;由于新种的增加和分类学中同义词的修订,这个数字发生了变化)

喜欢靠水源生活的滑蝇:作者在新疆拍摄,蝇类进化生物学研究组保留权利

在物种多样性如此高的蝇类中,只有少数种类,如蝇科家蝇、丽蝇科丝光绿蝇、,厕蝇科夏季厕蝇与麻蝇科棕尾麻蝇“密切相关”对我们的生活环境来说:它们都是腐生物种,在城市和农村环境中以腐败物质或动物排泄物为食-骚扰你的讨厌家伙不超过这四个科的10种苍蝇

事实上,苍蝇的食性是复杂多样的。除了重口的腐生特性外,它们还包括其他习性,如植食性、食蜜性、捕食性和寄生性。退一步说,即使是腐烂的苍蝇,我们也不喜欢它们。我们离不开它们:地球上有这么多腐烂的物质,需要通过清除生物体重新进入物质序列,苍蝇是其中的新生力量

苍蝇的数量之多及其复杂的食性都说明了一个事实,即无论你喜欢与否,苍蝇在进化史上都是一个非常成功的群体。该群经历了爆炸性的适应性辐射进化,生活史高度多样

世界上广泛分布着绒螯蟹蝇类

在分类水平上,平滑蝇科属于蝇科的一个属。这个家庭不大。自1776年发现并命名第一种螯蝇以来,世界各地记录了约180种,分布于各种生物地理圈(澳大利亚的新西兰群岛除外)

自从胡景福先生、范子德先生和薛万祺先生传下中国平滑肌虫区系的研究之后,我们澄清了中国有43种,其中3种为中国特有种(高原平滑肌虫、胫骨平滑肌虫和柳叶平滑肌虫)

为什么称为滑蝇

“滑”意味着滑。“滑蝇”这个名字很贴切,有“生态内涵”:它是一种靠水生活的苍蝇,能在水面上快速移动。滑翔蝇的生态位与另一种常见的水生昆虫相近,水漫游者

都有“轻功浮于水面”的灵活行走姿势,以水体周围的小型节肢动物为食。不同的是,水上漫游者更多的是等待兔子,漂浮在水面上,等待悲伤的溺水鬼;滑翔机苍蝇会主动捕食水面上和附近的其他小昆虫

滑翔机有益还是有害

我知道它不会与粪便垃圾相交。我不觉得恶心,对吧!有惊喜!从狭隘的角度来看,滑翔蝇确实属于有益昆虫

双翅目昆虫已经观察到,该科世界范围内的螯蝇种类将捕食新羽化的淡色库蚊,可作为生物防治淡色库蚊的天敌。能吃蚊子的苍蝇。你想在你社区的游泳池里游泳吗?滑翔机有什么优点?作为捕食者,你一定有一些优点。漂浮在水面上的轻功并不是滑翔苍蝇唯一的持家技能。如果你想吃得好,你必须有一对好牙齿。从形态上看,苍蝇的口器属于舔吸型。当苍蝇进食时,它们会先吐出消化液,然后吸入溶解的物质。与其他昆虫捕食者可怕的下巴相比,这种口器就像小白兔一样温柔。但苍蝇的嘴实际上是隐藏的,隐藏在看似温顺的口盖下

虎王盔甲和有齿的沙蝇

来源:维基媒体和维基百科

滑翔机舔着口器进食

图片来源维克列夫(2012)

苍蝇舔嘴的底面和唇瓣的中心实际上有“牙齿”。这种特殊的结构被称为唇瓣齿

起初,学者们普遍认为这种结构在苍蝇,尤其是腐生苍蝇的取食过程中没有起到多大作用。直到20世纪80年代,日本科学家iwasa和匈牙利科学家Kovacs才用电子显微镜仔细观察了这种结构,他们发现这种结构并不简单。Kovacs等人将猪的角膜喂养给家蝇,然后在电子显微镜下观察喂养后的角膜。发现角膜破裂最严重的位置是唇瓣牙齿所在的位置

世界上最早的苍蝇口器电子显微镜照片

图像来源iwasa(1983年)

科学家们用显微镜拍摄苍蝇嘴巴的热情被点燃了。所有科级的苍蝇,如腐生丽蝇和大麻苍蝇、食草花蝇、寄生宿主苍蝇和嗜血虱苍蝇,都被拉到高倍显微镜下检查口腔状况并相互比较。在这个比较中发现了三条定律:

1。捕食性和嗜血性苍蝇的唇齿比其他习惯性苍蝇的唇齿发育得更为发达

2。植食性苍蝇和寄生性苍蝇基本上没有长唇齿。腐生蝇的唇齿位于中部,多数有两个腐生蝇的分叉唇齿

图片来源。Net

回顾滑翔蝇的唇齿,我们发现其上有四对锋利发达的唇齿,喙齿大得吓人,占整个口盘大小的相对比例,远远高于上述其他蝇。这种装备精良的舔吸嘴可以帮助滑翔机撕开猎物,帮助消化液进入。有了这张嘴,它真的很美味

我不知道被龟蝇呼吸是什么感觉。有好运的幸运的是,苍蝇不会咬人!根据作者的说法,苍蝇进化生物学研究小组保留权利

除了嘴唇和牙齿之外,滑翔机还有另一个“秘密”需要揭露。秘密在于一些滑蝇有着神奇的腿毛

这些苍蝇是近亲,属于灰蝇的物种群。他们后脚的第一跗关节有不同程度的扩张,并有一个特殊的鬃毛。这些毛发在光学显微镜(毫米级)下的视觉效果如下图所示

蓝色和灰色滑翔机组中有10种滑翔机,它们的腿毛是非正式的,有自己的特点。图片来源:由作者拍摄,苍蝇进化生物学研究小组保留权利

我们发现该结构的鬃毛非常特殊,具有多层次重叠和一致的方向(均面向腹部)(见下图e)。这种精确的结构是肉眼完全看不见的,放大近2000倍后,有一种整洁的美感。我不知道它扮演了什么角色

隐藏在超显微世界中的秘密:E中的白色条代表万分之五厘米的图片来源:作者拍摄,苍蝇进化生物学研究小组保留了权利

在分析滑翔机奇怪的腿毛功能时,我们会想到像滑翔机一样在水上移动的水上漫游者:这两个生态位是相似的,它们会有相似甚至相同的特殊结构吗?果不其然,相关研究被发现:中科院化学研究所研究员姜磊发表了一篇功能分析文章,研究了自然界中水漫游者足部的超微结构。这一次,水上漫游者也被邀请进入电子显微镜

在阅读了文章中的电子显微镜之后,我不禁感叹这一不可避免的巧合:滑翔机飞行腿上的鬃毛和水上漫游者的鬃毛具有相似的结构。蒋研究员将这种鬃毛命名为微型毛发,微型毛发上的精确结构称为纳米沟槽。《自然》杂志发表的文章分析了纳米沟槽的物理性能和力学参数。据认为,这种结构具有很高的疏水性,允许昆虫在表面张力的共同作用下在水面上灵活滑动。放大后显示了纳米沟槽结构。资料来源:Gao&蒋(2004)

两种具有很长亲缘关系的昆虫,滑翔机和水魟,在相似的生态环境和生态位选择下,进化出相似的微结构,即

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