互动科普

“角斗士”的发现始末

撰文／Joachim Adis，Oliver Zompro，Esther Moombolah-Goagoses，Eugene Marais

如果你是第一个看见蝴蝶、甲虫或者黄蜂的人，想象一下这种惊异的感觉：你面对的不是一种、一属或一科未发现的生物，而是整整一目等待命名的生物世界。250年前，当林奈按照他发明的分类法对新发现的动植物进行归类时，他一定有过这种感觉。当E. M. 沃克于1914年首次描述岩石爬行昆虫(恐蠊目)时，可能也有过类似的感觉；他将昆虫纲的目归为30个。

大多数昆虫学家都以为昆虫纲生物的目分类已经完成：虽然还有数三上百万计的昆虫种类有待识别(目前命名的有120万种)，但近一个世纪以来，人们自以为任何一个新发现的物种都将不出30个基本目的范围。对于生物学家而言，自然界不再是以前那种广袤无垠的蛮荒状态。然而在2001年6月，本文作者之一Zompro收到一小块琥珀，它改变了我们对昆虫世界的看法，让我们体验了科学发现的古老乐趣，并使我们恢复了对物种多样性的敬畏。

时间在这里凝固

这块琥珀出土于波罗的海地区，收藏于德国汉堡大学，形成干大约4500万年前。树液在固化过程中捕获了几只昆虫幼虫，它们与Zompro从前见过的昆虫完全不同。

一个月之后，当时还在德国Plon市马克斯·普朗克学院攻读湖沼生物学博士的Zompro走访了伦敦自然历史博物馆，馆长A．Marshall向他展示了1950年在坦桑尼亚发现的干态小虫。它们显然是些雄性成虫的残骸，但是无人能确定这些昆虫的活体形态。Zompro拍摄了一些昆虫的照片后回了德国。

几天之后，Zompro又收到另一块邮寄来的琥珀。这块琥珀是私人收藏品，上面有一只雄性成虫的化石。当Zompro在显微镜下观察时，他惊讶地发现，这只成虫与他刚在伦敦看到的那些残骸何其相似!

现在Zompro知道自己即将有所发现。他将新的琥珀化石给他的论文导师Adis看，Adis建议他再多走访几家欧洲的博物馆，看能否在其他地方找到这种未经确认的虫子。于是Zompro一家接一家地走访博物馆，却再没有找到合适的标本。最终，在柏林自然历史博物馆，他终于发现了金子：在一个盛满酒精的小瓶里，一只防腐保存的雌性成虫残骸看起来与琥珀中的神秘昆虫极其相似。

这两个非同寻常的琥珀昆虫标本，一个来自史前，另一个大约一个世纪前在纳米比亚被发现。随着Zompro和NAdis对这两个标本的深入研究，他们越来越兴奋。这些昆虫乍一看，它们有强壮的后腿，很像蚱蜢，但又与大多数蚱蜢不同，它们没有翼。它们的前腿布满棘刺，这与螳螂相似。螳螂用前腿捕获猎物，并且在吞食时用前腿来抓牢活的猎物，但是这种让人困惑不解的昆虫的头部和后腿又与螳螂有明显的不同。从上方俯视时，它们看似是食草的竹节虫，但与竹节虫相比，它们身体的后半部分又太短。另外，在它们的肠子里发现有其他昆虫的身体残余，这说明它们是食肉类昆虫。

这些绝不是微不足道的差别，而我们的同事Klass和P. Kristensen发现在昆虫身体内部也存在新奇结构。鉴于这些昆虫身体形态和食物习性与已知的昆虫目存在许多根本差别，我们只花几个小时就得出了确信的结论：这种生物体不属于任何现有的昆虫目。因此，我们必须为它们创建一个新的分类，一个与苍蝇、甲虫以及白蚁具有同等地位的昆虫目。

我们命名这种昆虫的学名为竹节螳螂目，因为它看上去像是螳螂(螳螂目)和竹节虫(竹节虫目)的奇异组合。但是我们内部则称它们为"角斗士"，这个名字是从它们可怕的外表和甲壳获得的灵感。

尽管我们猜测“角斗士”与螳螂和竹节虫有着共同的祖先，但要建立它们在昆虫类生物进化树中的确切位置还需要进行更多的研究。为此，2002年4月开始了对这些昆虫的DNA分析。

荒山搜捕“角斗士”

我们首先要回答的问题是:自从大约半世纪之前在坦桑尼亚发现那只“角斗士”之后，这类昆虫在地球上是仍然存在呢？还是已经灭绝？Adis通过电子邮件向全世界的同行发送“角斗士”的照片，请他们在自己的收藏品中寻找是否有类似的标本。

结果在英国利兹大学找到了一只“角斗士”成虫和两只幼虫的标本，它们在1998至2000年间的某个时间发现于纳米比亚的Brandberg山。本文作者之一Marais则根据描述在私人收藏中找到了两只。一只是Marais于1990年亲自在纳米比亚捕捉到的，另一只是由一位纳米比亚学生于2001年捕捉到的。

Marais来到德国，与Adis一起制定了一个野外科考计划——前往纳米比亚搜寻“角斗士”活体。2002年2月的最后一天，来自5个国家的10位科学家出发前往热带的纳米比沙漠。考察队一路前进来到Brandberg山，这是一座圆形的孤山，就像一个巨大的花岗岩疙瘩，山顶高度为1800米，耸立在Erongo省的荒芜平原上。当地人称它为“火烧山”。由于偏远和受到保护，Brandberg山是当地几种特色动物仅有的家园。

搜寻于3月初首先从一个周围高石林立的多石平地开始。Zompro和其他昆虫学家全部出动。纳米比亚昆虫分类学家John Irish用棍子击打草丛看是否有昆虫跳出来。几个小时之后，Irish弯下腰来仔细盯着手里抓住的一样东西。

“Oliver，我想我找到了你要的东西，”他说。在他的掌心里，躺着一只小“角斗士”幼虫，幼虫正处在其生命的第二阶段。那天晚上，队里的其他成员又找到四只幼虫，他们都喜不自禁。这条不为人知的生物链，完好地保持了4500万年以上。

那天晚上满天星斗，科学家们躺下后，他们凝视着天上的南十字星座，而一只豹子来到了营地，警惕地转悠着。然而考察队中的一些人根本就没在意，他们完全沉摆在关于“角斗士”的未知问题中：它们吃什么?它们怎样找水?它们如何度过山洪爆发以后每天25摄氏度的温差而存活下来?要回答这些问题，我们必须观察“角斗士”一生中各个阶段的行为。

考察队想要搜寻Brandberg山的其余部分以及附近的其他山区，但是由于气候因素，他们无法立即下山。超过44摄氏度的高温使得爬上陡峭的山坡十分费力，倾盆的阵雨又会将小溪变成威胁生命的恶水。不过，雨水也将黄色、灰色和褐色地貌变成了充满生机的青山绿水。

三月中旬，Zompro和同事们来到附近的山脉。他们采用夜间撒网的方式，捕捉到了"角斗士"的其他种属。我们现在已确定在这个新目中存在4个不同的种属。次日，Zompro首次观察到了这种昆虫的野生行为。

"角斗士"生活揭密

这次一共捕获了12只活的"角斗士"并带回德国，在那里开始研究它们的生物特性。虽然研究进展迅速，但到目前为止，对这种新昆虫的所知仍然有限。

在山腰处，我们发现“角斗士”白天躲藏在草丛中或石缝内。它们非常善于伪装，其身体颜色混同于环境植物和岩石的颜色；它们在夜间出来捕食。

“角斗士”是食肉昆虫，它们能吃各种其他昆虫，甚至吃某些与它们大小差不多的昆虫。我们发现，在野外它们以蛾子、蠢虫和蟑螂为食。被捕获后，它们似乎更爱吃活苍蝇和蟋蟀，而死的米虫似乎也很合乎它们的口味。

这种昆虫使用强有力的前腿扭住弱小的猎物使其不能动弹。对于稍大的猎物，同时还要用到中间的双腿(食肉型蚱蜢也使用类似的四腿捕食技巧)。至于大苍蝇，“角斗士”则先对准它的脖子咬上致命一口，然后吞噬苍蝇头部。我们还看到小的“角斗士”在受伤之后，成为同类的美食。

“角斗士”幼虫生长非常迅速，在成虫的过程中要蜕皮数次。它们似乎适合生存于有短暂雨季的地区，雨季在Brandberg山区只持续两、三个月。现在还不清楚雌性“角斗士”在野外什么地方产卵。

昆虫王国的这一意外发现让许多昆虫学家感到惊愕。有些人立即在自己的收藏品中搜寻，以期找到更多的标本。结果最近在南非的博物馆里找到了29只，新的野外科考发现，“角斗士”大量存在于南非的西海岬(Western Cape)省。

世界上其他的研究小组对我们进一步研究“角斗士”的行为、生活周期和繁殖迅速地给予了帮助。意大利锡耶纳大学的Romano Dallai观察了雄性“角斗士”精子的形态和结构。由布莱汉姆·扬大学的F. Whiting和利兹大学的K. Butlin领导的研究小组分别对“角斗士”的DNA进行了测试。这些试验在2002年年底将给我们一幅清晰的图像：竹节螳螂目在昆虫纲(物种最广且分布最多的分支)中的位置。

新的昆虫目的证据就在博物馆里，但数十年无人问津，直到一次偶然机会，一位有心的学生将标本放在一起，这才引起了我们的好奇心。这一事实值得我们深思。是否还有更多的昆虫目有待发现呢?对于像我们这样的昆虫爱好者来说，自然界似乎突然间变得比我们想象的要更为宽广和原始了。

【柯江华／译 曾少立／校】

琥珀中的奥秘在荒山中得到解决，那里的发现震惊了科学家。

神秘的琥珀化石保存了这只雄性昆虫数千万年。这块化石是发现新的竹节螳螂目的重要线索；今天这种昆虫已经进化，其前腿更细，头部也由三角状向圆形过渡。

“角斗士”。

“角斗士”的解剖学特征与蚱蜢竹节虫和螳螂各有许多类似之处。但是。“角斗士”在一些关键方面与它们以及别的昆虫目有着本质区别。因此2002年4月。一个新的昆虫目——竹节螳螂目宣告诞生了。到目前为止，已知该目至少有3个尚存活的和2个已灭绝的物种。

“角斗士”侧视图

致命的“钳子”

“钳子”长在前腿上。和螳螂一样在吞噬活猎物时用于抓牢猎物。

跳跃腿

“角斗士”的跳跃腿不如蚱蜢的进化得充分。

肉食者

强有力的下颚是食肉生活方式的证据。大多数蚱蜢和竹节虫则是素食者。

“角斗士”俯视图

不能飞

竞技者没有翼；许多螳螂和蚱蜢则有两对翼。

身体修长而平直

这与竹节虫很相类。

并非夸张的胸腔

竹节虫类昆虫的第二胸腔部分比第一部分要长——通常要长得多——第三胸腔部分则与腹部相结合。

钧状脚

这是“角斗士”独有的显著特征。

雄性“角斗士”跳到雌性成虫身上进行交配。以使物种得到繁衍。雄性“西风角斗士”(Mantophasmazephyra)可在两种不同体色的雌性之间进行选择：绿色和浅棕色。

搜寻“角斗士”的野外考察始于2002年2月底。据Marais透露。10名生物学家组成的考察队乘卡车和直升飞机来到辽阔荒凉的纳米比沙漠。他们从孤立的山峰Brandberg山开始搜索，这是纳米比亚最高的山。在这里以及附近的Damaraland山区，本文作者之一的Zompro和其他人发现了两只“角斗士”的活标本。