樹跳蟲是大自然中最奇特的生物之一,其獨特的外型特徵包括尖刺狀的頭盔、圓球狀的隆起以及在背部生長的三叉形結構,令科學家們多年間感到著迷。全球有超過 3,000 種這類昆蟲,每一種都具有異常的身體形狀,這些形狀並不完全符合通常的解釋,例如偽裝或擬態。最近,布里斯托大學的研究人員發表了一項研究,提出了一個令人驚訝的新觀點,指出樹跳蟲奇特的身體形狀可能是為了檢測靜電而進化的。如果這一說法成立,這將是首次將電感知與陸生動物的身體形狀進化聯繫起來。
研究的開始是一個引人入勝的問題:如果蜜蜂和毛毛蟲等其他昆蟲能夠檢測微弱的電場,那麼樹跳蟲是否可以利用其獨特的身體形狀來增強這一能力?為了驗證這一想法,研究團隊首先調查了樹跳蟲與之互動的不同昆蟲的電荷情況。舉例來說,他們測量了捕食性黃蜂的靜電電荷,這些黃蜂是樹跳蟲的天敵,發現這些黃蜂攜帶著顯著的靜電電荷,且其電荷的大小和極性(正或負)各不相同。相比之下,有時保護樹跳蟲免受捕食者侵害的無刺蜜蜂,其攜帶的電荷則不同且威脅性較小。
接下來,研究人員測試了樹跳蟲是否能夠對電場做出反應。他們在受控環境中將活體樹跳蟲暴露於微弱的電場,觀察到這些昆蟲會遠離電場,這明確表明它們能夠檢測靜電力。研究作者提到:「總共有 151 隻樹跳蟲來自 11 個不同的進化支系,其淨靜電電荷得到了測量。」然後,研究的技術部分開始了,研究人員創建了不同身體形狀的樹跳蟲的 3D 數位模型,並模擬了電場在其周圍的行為。
他們發現,身體形狀更加誇張、複雜的樹跳蟲在其表面附近的電場強度明顯高於那些形狀較簡單的樹跳蟲。這顯示其身體結構能夠放大靜電信號,使其對附近的電擾動更敏感,例如捕食者的接近。研究作者英格蘭博士表示:「我們的研究提供了靜電感知可能驅動形態進化的首個證據。」電感知在水生物種中如鯊魚和電魚中是已知的,但在陸生昆蟲中卻鮮有考慮。靜電的概念,通常只需接觸或運動即可產生,可能幫助塑造動物的身體,挑戰了長期以來對進化運作方式的看法。
然而,值得注意的是,儘管這項研究強調樹跳蟲能夠感知電場,但研究人員尚未實驗性地證明靜電感知導致了昆蟲身體形狀的進化。英格蘭博士指出:「如果我們能夠將樹跳蟲的形狀與其電生態的某些方面聯繫起來,例如特定捕食者從特定角度接近並帶有特定靜電電荷,這將強有力地支持我們關於靜電作為進化驅動因素的想法。」如果這一假設得到證實,可能會改變科學家們對樹跳蟲及其他形狀奇特的昆蟲的看法。英格蘭博士補充道:「還有很多其他昆蟲、蜘蛛及其他動植物也具有極端的形狀,而這在很多情況下目前仍然沒有解釋。」這項研究發表於《科學》期刊,為未來的相關研究提供了新的方向。




