[科普中國]-有的蝶像葉，有的蟲像枝，有的蛾子……哪兒去了？

每一個生命自誕生之時起，就有個伴隨其一生的主線任務(wù)：活著。

對于我們身處現(xiàn)代社會的大多數(shù)人類而言，活著似乎是一件如呼吸般自然而然的事情；然而對自然界的動物來說，能夠活著需要經(jīng)歷如同打怪升級般的許多考驗(yàn)。

大部分的動物都是獨(dú)行者，吃什么，住哪里，它們的一生充滿了不確定性。對于處于食物鏈中下游的物種而言，還需要面對一個更大的危險——天敵。

遭受獅子（ Panthera leo ）攻擊的非洲野水牛（ Syncerus caffer ） | Wikimedia Commons, Demetrius John Kessy / CC BY 2.0（https://creativecommons.org/licenses/by/2.0）

為了能夠活著，天敵和獵物都在如同競賽般地不斷演化。在這個長期競賽的過程中，獵物們演化出了各式各樣的防御手段，來避免自己種族滅亡。它們有的跑的非?？?，有的身披堅(jiān)硬的護(hù)甲，有的晝伏夜出，還有的選擇特殊或惡劣的環(huán)境來遠(yuǎn)離天敵的侵?jǐn)_。

其中，獵物們最常見也最五花八門的一種防御手段便是 偽裝 。

樹葉，還是樹枝？

說起動物界的偽裝大師，就不得不提耳熟能詳?shù)拿餍俏锓N：枯葉蝶。

枯葉蝶一般指枯葉蛺蝶（ Kallima inachus ），屬于蛺蝶科枯葉蛺蝶屬的一種大型蝴蝶。它們的翅膀在經(jīng)年累月的演化后，形狀和顏色都像極了枯葉，可以有效地躲避靠視覺捕獵的鳥類天敵。

偽裝技術(shù)同樣高超的還有和枯葉蝶齊名的竹節(jié)蟲。竹節(jié)蟲是昆蟲綱竹節(jié)蟲目（ Phasmatodea ）一類昆蟲的統(tǒng)稱。它們?nèi)泶蠖嗍呛稚蛘呔G色，用來模擬老樹或是新枝，身體和四肢也都直直的像根樹棍。

左：枯葉蛺蝶（ Kallima inachus ） | Wikimedia Commons, Quartl / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)；

右：竹節(jié)蟲（ Ctenomorpha chronus ）| Wikimedia Commons, Fir0002 / BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)

像枯葉蝶和竹節(jié)蟲這種模擬偽裝成另一種生物或物體而使自己受益的現(xiàn)象，被稱為擬態(tài)（Imitation）。

偽裝成天敵的天敵

同樣是擬態(tài)，有的動物選擇使自己“大隱隱于市”，而有的動物卻選擇了另一條路—— 假扮天敵的天敵 。

許多蝴蝶的翅膀上都有圓形的眼狀斑紋，而貓頭鷹環(huán)蝶屬（ Caligo ）物種的眼斑的仿真程度則達(dá)到了頂峰。它們后翅翅底上有一對像極了貓頭鷹眼睛的斑紋，這種蝴蝶也因此得名。許多以昆蟲為食的小型鳥類會捕食蝴蝶，而貓頭鷹則會捕食這些小型鳥類，貓頭鷹蝶的貓頭鷹“皮膚”便可以對鳥類起到恐嚇作用，通過假扮成貓頭鷹，就可以避免被自己的天敵吃掉。

左：貓頭鷹蝶（ Caligo eurilochus ） | Wikimedia Commons, Richard Bartz, Munich aka Makro Freak / CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)；

右：雕鸮（ Bubo bubo ）| Wikimedia Commons, Brocken Inaglory / CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

暗夜中看不見的斗爭

鳥類和蝴蝶占據(jù)了白日的天空，而黑夜則是蝙蝠和飛蛾的天下。

飛蛾和蝴蝶共同構(gòu)成了昆蟲綱的第二大目：鱗翅目。雖然蝴蝶的出鏡率更高，但飛蛾的種類卻遠(yuǎn)多于蝴蝶。

飛蛾大多數(shù)情況下只在夜間活動，是十足的夜貓子。夜間活動的好處是避免遇到鳥類等白天活動的天敵，但也因此碰到了白天碰不到的天敵——蝙蝠。

雖然有些種類的蝙蝠是以水果花蜜等為生的素食主義者，但大多數(shù)種類的蝙蝠都會捕食飛蛾等昆蟲。

以水果為生的短耳犬蝠（ Cynopterus brachyotis ）| Wikimedia Commons, Anton 17 / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

適應(yīng)了夜晚黑暗，飛蛾不需要蝴蝶那般華麗的外表來吸引異性或恐嚇天敵，通常的種類都是一副土肥圓的長相。蝙蝠則演化出了回聲定位的能力，以彌補(bǔ)視力的不佳。

在蝙蝠和蛾子相遇的幾千萬年歷史中，飛蛾演化出了各式各樣的手段來躲避蝙蝠的回聲定位捕食。

許多飛蛾都有聽覺器官，某些種類的蛾子能夠 聽到蝙蝠發(fā)出的超聲波 。當(dāng)飛蛾聽到蝙蝠發(fā)出的超聲波后，便會采取不規(guī)則的飛行路線，從而有效地降低被蝙蝠捕捉到的概率。還有些蛾子，則采取了主動出擊的方式。它們可以 發(fā)出和蝙蝠類似的超聲波 ，從而干擾蝙蝠的回聲定位。

然而飛蛾中有些種類既沒有聽覺，也不能發(fā)出超聲波，但它們也好好地存活著，并沒有被蝙蝠吃到滅門。它們是靠什么手段存活下來的呢？

可以干擾蝙蝠回聲定位的虎蛾（ Bertholdia trigona ） | Wikimedia Commons, Ajcoyote / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

躲避聲波雷達(dá)的“隱身術(shù)”

這些沒有聽覺和發(fā)聲能力的蛾子找到了另一種隱身方法—— 吸收超聲波 。

2020年，來自布里斯托大學(xué)的托馬斯·尼爾（Thomas Neil）等人在《美國科學(xué)院院刊》（ PNAS ）上發(fā)表了一篇文章，發(fā)現(xiàn)這類蛾子翅膀具有吸收超聲波的能力，而這種翅膀?qū)τ隍鸬幕芈暥ㄎ幌到y(tǒng)而言，是不可被探測到——隱身的。

實(shí)驗(yàn)中選用了中國柞蠶蛾（ Antheraea pernyi ）和非洲大蛾（ Dactyloceras lucina ），這兩種蛾子都聽不到蝙蝠發(fā)出的超聲波，也無法發(fā)出干擾蝙蝠的超聲波。而且它們在蛾子中屬于大塊頭，翅膀張開能有大約17厘米寬，甚至比某些小型蝙蝠還要大，理應(yīng)在蝙蝠的超聲波定位下無處可遁。

上：非洲大蛾 | Wikimedia Commons, JohnSka / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)；

下：中華柞蠶蛾 | Wikimedia Commons, Shawn Hanrahan / CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

而蝙蝠卻有可能探測不到它們的存在。

通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬等方法，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，原來這兩種飛蛾翅膀上的鱗片可以吸收更多的超聲波能量，從而減少了被蝙蝠探測到的風(fēng)險。

并且這種可吸收超聲波的翅膀適用范圍很廣。不同種類蝙蝠發(fā)出的超聲波頻率可能不同，而蛾子單個鱗片吸收超聲波最好的頻率卻相對固定。為了應(yīng)對各種蝙蝠，飛蛾巧妙地將翅膀上兩種不同形態(tài)的鱗片（短而粗的基鱗和長而細(xì)的蓋鱗）組合了起來。再加上每種鱗片具有不同的形狀和大小，組合在翅膀上就成了能吸收不同頻率超聲波的完美隱身衣。

蛾子翅膀的局部3D圖像（基鱗用橙色標(biāo)出，蓋鱗用藍(lán)色標(biāo)出）| Simon Reichel, Thomas Neil, Zhiyuan Shen & Marc Holderied

回聲圖像中，可以隱身的中華柞蠶蛾（上）和沒法隱身的統(tǒng)帥青鳳蝶（ Graphium agamemnon ）（下） | Marc Holderied, Thomas Neil

科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，飛蛾翅膀上的鱗片陣列屬于聲學(xué)上的 超材料 （Acoustic Metamaterials）,其對超聲波的整體吸收效果要優(yōu)于單個鱗片吸收效果之和，即一加一大于二。

有了超材料翅膀的加持，飛蛾便消失在了蝙蝠的回聲中。

類似飛蛾的隱身手段，也出現(xiàn)在了人類的設(shè)計(jì)中。在現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)中，最先進(jìn)的技術(shù)之一便是隱形技術(shù)，其中最常用的就是雷達(dá)隱形技術(shù)。

類似于蝙蝠通過發(fā)射超聲波并接受回聲來判斷飛蛾的位置，雷達(dá)可以通過發(fā)射電磁波，并通過反射的回波來判斷掃描范圍內(nèi)戰(zhàn)機(jī)的位置。擁有雷達(dá)隱身技術(shù)的戰(zhàn)機(jī)表面涂有隱形涂料， 可以像飛蛾翅膀上的鱗片陣列吸收超聲波一樣吸收雷達(dá)波 ，同時結(jié)合低反射面的外形設(shè)計(jì)，使其消失在雷達(dá)的“視野”之中。

左：探測飛行物的雷達(dá) | Wikimedia Commons, Bukvoed / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)；

右：國產(chǎn)隱形戰(zhàn)機(jī)殲-20 | Wikimedia Commons, Alert5 / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

競爭是最好的驅(qū)動力，動物和天敵的競爭不會有真正的結(jié)果，借用《獅子王》中的話來說：Life is a circle；而人類世界里，技術(shù)與設(shè)備的競爭在你追我趕地步步升級，只有不停地奔跑，才能停留在原地。

或許，連你我充斥著“內(nèi)卷”文化的生活也是如此。

參考文獻(xiàn)

[1] Neil, T.R., Shen, Z., Robert, D., Drinkwater, B.W., Holderied, M.W. (2020). Moth wings are acoustic metamaterials, National Academy of Sciences, 117, 31134–31141.

[2] Corcoran, A. J.; Barber, J. R.; Conner, W. E. (2009). "Tiger moth jams bat sonar". Science. 325 (5938): 325–327.

[3] http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2009/7/221853.html

[4] Lalita Acharya and M Brock Fenton. Bat attacks and moth defensive behaviour around street lights. Canadian Journal of Zoology. 77(1): 27-33. https://doi.org/10.1139/z98-202

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Stealth_technology

作者：源的天空

編輯：悲催的鉈寶寶 酥魚

排版：蘇木云實(shí) 凝音