昆蟲作為一個動物類群的巨大成功該歸因於什麼呢?為什麼它們的物種如此豐富?為何它們的數量如此之多?簡單地說:因為它們小巧、靈活、性感。
我們星球上的生命,大小範圍跨越10多個數量級——從支原體細菌(以納米來度量)到加利福尼亞能長到超過100米高的巨型紅杉。昆蟲出現在其中的6個數量級,全都在較小的那半段:從無翅的雄性纓小蜂——比人類頭髮的橫截面還小,到和你小臂一樣長的竹節蟲。換句話說,大多數昆蟲都很小,因此它們只需要很小的一塊地方就能躲避天敵,還能開發大型生物不感興趣的資源。
昆蟲同樣靈巧得令人難以置信——就它們的靈活性和適應性而言。它們的翅使得它們可以分散到相對於其體形來說面積極大的區域,而它們對於空域三個維度的熟練掌控讓它們能接觸到更多的營養來源。大多數昆蟲的幼期是在與成年期完全不同的身體形態中度過的,這意味著它們能在生命的不同階段利用完全不同的生境和食物來源——幼體不會與成蟲爭奪食物。
最後,同樣重要的一點是,昆蟲有著令人震撼的繁殖能力。當上帝說「要生養眾多,遍滿地面,治理這地!」(《創世記》1:28)的時候,一定有一隻趴在牆上的蒼蠅以為上帝是對自己說的。聽聽看:找兩隻果蠅,把它們放在理想的生存條件下一年,會產生25代果蠅。每隻果蠅母親會產下100枚卵。假設它們都會生長到成蟲階段,且其中有一半是雌蟲,這些雌蟲再進行交配,並產下100枚卵。等到這一年結束,你會得到第25代,光是這一代就會有將近1042隻可愛的紅眼小果蠅。1042這個數就是一個1後面跟著42個0。為了讓這幅畫面更直觀,想像一下把這些果蠅緊密地排列在一起,能排多密就排多密,形成一個巨大的果蠅球。你會得到一個直徑超過地球與太陽之間距離的球體!這些昆蟲有如此多的天敵是件好事,不然,地球上就不會有任何空間留給我們人類了。
很幸運(我們可能會說),昆蟲的大多數卵連成蟲生活的一點影子都瞥不到。大部分昆蟲在遠未成家的時候就會餓死,被吃掉,或者以其他方式死去。這是一場殘酷的拼殺。隨著時間的推移,一個驚人的適應範圍就形成了,尤其是涉及擇偶和繁衍時。在本章中,我們來看看其中的一些昆蟲。
雄蟲的五十種怪招昆蟲的感官在它們尋找伴侶的過程中發揮著舉足輕重的作用,而這個過程中的競爭是十分激烈的。即使小夥遇見了姑娘,這場鬥爭也遠未結束。恰恰相反,它幾乎還沒開始,因為如何將它們的遺傳物質儘可能多地傳遞下去這個問題,在雌性和雄性身上有著不同的答案。舉個例子,雌性在短期內與多個雄性交配的情況並不鮮見,而雄性則對此憂心忡忡,因為這意味著它的精子面臨競爭。其結果就是,許多昆蟲配備了瑞士軍刀般複雜的雄性生殖器,刮刀、長勺、羹匙……各種富有想像力的形狀一應俱全。目的呢?就是要把捷足先登的那些雄蟲的精子一掃而光。
假如先前的雄性採取了另一種把戲——把雌性的生殖腔開口堵住的話,這套工具也能派上用場。男一號的思路是自製一條貞操帶,讓雌性不能再次交配。這種伎倆並不總能奏效,因為男二號只需要用自己的刮刀、叉杆和鉤子,就能把塞子拔掉,讓自己的小傢伙一親芳澤。點點燭光、款款愛撫什麼的都歇歇吧!
雄性施展的另一種把戲,是確保自己的精子儘可能多地傳遞給雌性,並儘量確保它沒有時間應付其他雄性。做到這一點,靠的是儘可能地拉長交配過程。有些物種將這一點做到了極致——稻綠蝽(Nezara viridula),它能夠保持交尾整整10個晝夜。這個物種已經擴散到了全世界,甚至偷搭在進口食品上到了英國。而這與印度冥䗛相比仍然不算什麼,後者據說曾經在一場純娛樂性質的坦陀羅式性愛中,喪心病狂地痴纏了79天!
除了進行長時間的交配,雄性還會密切監控交配之後的雌蟲。你有沒有見過蜻蜓的近親——那些小小的藍色豆娘(damselfly),成對地停在枝頭或者飛在空中?有時,這些出雙入對的小生靈看起來像個心形——但這與人類的任何浪漫觀念都毫無瓜葛。這種串聯體位的唯一目的就是讓雄性能夠盯住雌性,保證它在將它們雙方的受精卵(雄性所希望的)產在合適的水生植物上之前,不會與任何情敵交配。
這些高標準、嚴要求的競爭環境,使得保持裝備精良變得至關重要。微小的二叉果蠅(Drosophila bifurca)就是一種擁有完美無瑕裝備的昆蟲。這種小昆蟲是你家廚房裡讓人抓狂的那種果蠅的近親,它驕傲地保持著世界最長精子的紀錄——將近6釐米長,比這種生物本身長20倍。換到人身上,這相當於擁有和手球場一樣長的精子!這哪有半點可能呢?
答案是,整個精子主要是由一條盤捲成球的細細的尾巴構成的。精子的放大照片看起來有點像小孩子做晚飯,結果忘了往炒意面的鍋裡放夠水的樣子。那麼,這有什麼用?長長的精子是果蠅生殖系統中媲美尤塞恩·博爾特的那一部分:最長的精子能夠擊敗較短的精子,更有可能在讓卵子受精的賽跑中勝出。
既然我們生活在生物怪傑的王國中,那就別想躲開臭蟲——這些躲藏在全世界公寓和旅館的牆縫和床鋪中的吸血無賴了。當黑夜降臨,它們就會迤邐而出,趁你熟睡之際,將吸血的喙管刺進你的身體。它們是你絕對不想帶走的那種假日紀念品,但事實上,臭蟲是一個日趨嚴重的問題,全球皆然。部分原因是我們頻繁地旅行,但主要原因在於臭蟲已經對那些最常見的殺蟲劑產生了抗藥性,那些藥再也殺不死它們了。
言歸正傳,這部分的重點在於,某些蝽類物種的雄性,包括臭蟲,會跳過任何前戲之類的步驟;它們甚至不會費事地尋找雌性的生殖腔開口,而是直接把自己的性器官刺進它的腹部,讓精子自己找到從刺孔到卵細胞的路。這常常會讓雌性受傷,使它不能再與任何其他伴侶交配。雄性試圖通過這種方式保證自己成為它孩子的父親。即便如此,雌性還是在自己的腹部上——雄性最常刺破的地方,演化出了一片強化區域,限制了自己受傷的程度。這勾畫出了一個重要的事實:性別的戰爭包括兩大作戰方,從進化的角度來看,兩種性別都在為自己的優勢最大化而奮戰。
女士們的選擇
早期的昆蟲研究者幾乎全是男的,他們可能會傾向於從男性視角審視一切。話雖如此,事實卻是現代研究反而提供了更多雌性昆蟲努力提高自身利益的事例。
其中一個事例是一旦交配完畢,某些雌性就會直接狼吞虎咽地吃掉雄蟲。這在昆蟲的遠親——蜘蛛身上最為常見。比如美洲的狡蛛(fish spider)雄性,就會死在交配途中。這是因為它的性器官會在輸送完精子之後爆掉。(或者用枯燥的科學術語來說:「我們觀察到,交配導致強制性的雄性死亡和生殖器損毀。」)然後它就被吃了——為了孩子們。儘管它的心上蛛是一個體重14倍於它的胖妞,但它那小小的身體仍不失為一頓有用的蛋白進補餐。當你在為產下幾百枚蜘蛛卵做準備的時候,一點小小的加餐也是不無裨益的。
螳螂同樣因性交中的同類相食現象聞名於世。即便如此,野外研究還是揭示出,比起在人為的實驗室條件下交配,雄性螳螂在自然環境下交配時,沒那麼容易登上晚餐菜譜。然而,昆蟲母親有的是錦囊妙計:原來它能夠偷偷地左右哪位雄性最終成為它孩子的父親。這裡面有許多機制起了作用。精子通往卵子的徵途更像是一場障礙賽,而不是在平靜的水面輕輕一點那麼簡單。由於精子被儲藏在雌性體內一座特殊的「精子銀行」的現象很常見,所以到了後面真正讓卵子受精的階段,它就有好幾種辦法來決定哪個精子要保留,哪個精子要使用。
有位科學家進行了一場機智中帶點殘忍的實驗來說明這一點。她把一堆擬谷盜(flour beetle)分成了兩群,對一半雄蟲進行了飢餓處理,讓它們看起來像是基因質量低下的殘次個體。對於雌蟲,科學家則簡單粗暴地殺掉了一半,這樣它們就不會影響實驗結果了。當科學家將甲蟲放在一起時,挨餓和吃飽的雄蟲都立刻與活著的和剛被處死的雌蟲進行了交配,兩種雌蟲的數量是相等的。現在是真正的閃光點了:科學家發現,在死去雌蟲體內的精子庫裡,飢餓的劣質雄蟲和飽食的優質雄蟲的精子量恰好相等。而在活著的雌蟲體內,優質雄蟲的精子卻要多得多。這表明雌蟲採取了積極的措施去控制整個過程,確保強壯的高質量雄蟲成為自己孩子的父親。
沒有男人的生活?
如何確保「代代相傳」?這個難題的解決方法多得是,而大多數方法都有相應的幾個昆蟲實例。既需要雄性,也需要雌性參與的有性生殖是最普遍的——在昆蟲當中也是如此。但是很多昆蟲能夠選擇單身生活,而且依然能夠延續自己的血脈。事實上,有幾種昆蟲是處女生子的周期性踐行者。舉個例子,在春天,雌性蚜蟲能夠用這種方法在你的薔薇叢中快速有效地製造出嬰兒潮。它們沒有時間閒逛,也沒有時間等待卵的孵化,便直接生出活的蚜蟲寶寶——它們來自無須受精就能直接發育成新個體的卵細胞。這還不是全部:在有些蚜蟲種類裡,雌性就像俄羅斯套娃一樣——懷著已經懷了新的雌性蚜蟲的小蚜蟲!
怪不得你的薔薇叢生機勃勃!儘管沒有男性存在,我們卻不確定能否管這叫作「單身生活」。很快,同一叢薔薇就沒有足夠的空間能裝得下所有蚜蟲了。在此之前,女士們還都是無翅的,但現在,是時候擠走幾隻有翅的雌性了,它們能夠飛到鄰近的灌木叢中,在那裡繼續大量繁殖。
當白晝變短,溫度下降,秋天即將到來的時候,另一種改變又被觸發了。蚜蟲女士們轉而生出雌雄兩性。接著,這些蚜蟲會交配,這一次,雌蟲會產下卵——這是蚜蟲活過冬天的唯一方法。它將卵產在一株合適的多年生植物上。當春天到來時,卵就會孵化出新的處女生子的蚜蟲。遊戲再次開場。
因此,如果一位蚜蟲女士在短短一個季節裡就能夠成為比地球上的人類還多的女兒、外孫女、曾外孫女等唯一的祖先,說真的,為什麼還需要雄性呢?如果所有個體都能產生後代,而不是只有半數能,產量豈不是更高?(更別提如果不需要為約會而擔心,又會省下多少時間了……)
生物學家一直對為何多數動植物要有兩種性別這一問題很感興趣,而討論仍在繼續。處女生子的一個劣勢是所有個體在遺傳上都是相同的,一旦生態環境發生改變,物種的斡旋空間就變小了。因此,將兩個個體的遺傳物質混合在一起的有性生殖,成為促進遺傳多樣化、剪除有害變異的必要的好方法。擁有兩種性別的另一個好處是它可以使物種依靠不同的策略:一種性別擁有數量少、個頭大且營養豐富的性細胞——卵子,而另一種性別擁有數量多、個頭小且能夠活動的性細胞——精子。
女王萬歲!蚜蟲並不是唯一一類生活在徹底由雌性主宰的社會中的昆蟲。很可能你見過的每一隻螞蟻、胡蜂和蜜蜂都是雌性。即使有例外,也寥寥無幾。
你記不記得《蜜蜂總動員》(Bee Movie)?那部關於巴裡——一隻厭倦了在蜂巢「工廠」工作的雄蜂——的電影?從生物學上來說,那部電影完全錯了。就此而言,莎士比亞在《亨利五世》裡描寫蜂巢中的眾多居民是如何被一隻蜜蜂國王統治著的部分也一樣是錯的。蜂巢裡的工蜂不是雄性,它們也沒有被一位蜜蜂國王統治著。
在蜜蜂的世界裡,女士們才是做出決定,並且承擔所有重要工作的角色。所有的工蜂都是雌性,而它們的統治者是一位女王。那些雄性,也就是雄蜂,只能在秋季存活上一小段時間,也只有一個任務:與新女王交配。雄蜂甚至不用為自己採集食物,而是由雌性的工蜂來飼喂。
現在,也許我們能夠原諒莎士比亞、夢工廠,以及其他在這個問題上錯得離譜的人了,因為這個誤解由來已久,很難弭除。古希臘人試著找出蜜蜂生活的奧秘,但所有事情就是對不上。畢竟,他們知道普通的蜜蜂是有蜇針的——女人當然不可能配備如此所向披靡的武器!如果這些脾氣暴躁的蜇人蜂是女性,那麼那些大個子、慢吞吞,甚至懶得去採集花蜜的個體一定是男性,而情況根本不可能是這樣的,對吧?
直到17世紀晚期,顯微鏡被應用於解剖時,這種認知才可能建立:是的,不知疲倦、令人畏懼的工蜂和它們的君王全都是女性,而無所事事的則是男性。但還得再過200年,人們才能真正理解蜜蜂是如何來到世上的,因為沒人目睹過蜜蜂的性行為。當時的主流理論是,那些雄性蜜蜂——愚鈍呆滯的雄蜂,是在一段距離外,畢恭畢敬地參與整個過程的,它們是用「精子香氛」為女王遠程授精的,這一稱呼實在很有想像力。
只有到了18世紀晚期,人們才發現那些剛剛出去浪蕩了一陣的蜜蜂女王在回巢時,生殖腔的開口上連著一個雄性的性器官。這是從一大群追求它的雄蜂中挑選出來的幸運贏家的殘餘部分。蜂王通常會與雄蜂群中的數個成員交配。它把所有的精子(多達1億枚)保存在一個特殊的體內精子庫中,餘生凡有需要之時,就會一點點地取用它們。
然而對雄蜂來說,交配是它一生中要做的最後一件事。精子傳輸的實際過程不啻一場爆炸——威力之大足以讓雄蜂的性器官炸開,從腹部撕脫出來,然後很快死去。這有點像迷你版的「來如雄獅,去似羔羊」。這一過程太過極端,以至於激發了路邊小報的靈感,讓它們把一些專欄貢獻給了昆蟲,還用上了《太陽報》這樣的標題:「雄蜂的睪丸會在達到性高潮時爆炸!!」
碧昂絲說得對
從蜜蜂的蜂王,到今天樂迷口中的B女王——美國流行音樂天后碧昂絲·諾斯,昆蟲們在幾年前以一種意想不到的方式聲名大噪,當時全世界的媒體平臺都爆出一條新聞:人類發現了一個牛虻新物種,並以碧昂絲的名字命名為Scaptia beyonceae。
碧昂絲牛虻的得名有兩個原因:第一,因為它最初是在她的出生年——1981年被採集到的,儘管此後很久它都沒有被確認,也沒有被命名;第二,也是更重要的,因為它的背面太美麗了。它尾部閃爍的金毛讓絞盡腦汁取名字的科學家們想起了那位藝人被包裹在華麗奪目的天后之裙中的美臀。我熱切等待著女性昆蟲學家越來越多的那一天,這樣我們就可以用它們羽翼雄健的寬闊肩部或者結實的腹肌來給昆蟲命名了……
考慮到此種牛虻來自澳大利亞內陸,我不確定碧昂絲會感到多榮幸,即使她了解了整件事。儘管牛虻是訪花昆蟲,為傳粉做著貢獻,但它們主要還是作為滋擾人類和牲畜的昆蟲而為人所知;它們從我們身上咬走一大塊血肉時很疼,它們會讓動物煩躁,還能傳播疾病。不管怎樣,差不多在這一切發生的同時,碧昂絲髮行了一首重要的流行金曲,她在歌裡提出一個問題:「是誰主宰世界?」也許你知道答案:姑娘們!
我絲毫也不認為碧昂絲在唱這首歌的時候腦子裡會想著昆蟲,但她也有可能想過。因為如果我們把這個星球上所有的雄性和雌性動物加起來,那么正是昆蟲們肩扛重任,確保地球上的姑娘比小夥多。如果我們忽略細菌、雌雄同體生物,以及其他沒有明確性別的生命體,研究其餘動物的雌性佔比,那麼一些豐富度極高的類群,比如昆蟲,明顯是由雌性來主宰的。830億蜜蜂中,所有的工蜂都是雌性。所有的工蟻也是雌性,而地球上螞蟻的數量極其巨大;儘管關於螞蟻的確切數目至今沒有定論,BBC卻還是相信,說螞蟻是地球上最豐富的一類昆蟲是毫無問題的。還有其他豐富度頗高的昆蟲物種,比如蚜蟲,可能在一年的特定時間裡由雌性主宰。
陸地上的這種雌性優勢會被水生物種所抵消嗎?海裡面有小型的甲殼類動物,它們在水裡的地位相當於昆蟲,在數量上佔統治地位,比如哲水蚤(Calanus finmarchicus)和其他類型的橈足類生物。這些生物的性別分配更加均衡,但同樣,在這個群體中,科學家有時也會發現雌性超量的現象。甚至在這個星球上大量存在的耕牛和家禽中,公牛和雄雞也被淹沒在它們的雌性伴侶之中。好吧,還是有很多生命體有著雄性超量的現象,包括一些扁形蟲和龜類,但這可能不足以扭轉這種不平衡。因此,從某種意義上來說,B女王的話似乎是正確的。以個體總數來計,「姑娘們」才是推動世界運轉的生物,感謝昆蟲們,以及最成功的物種中雌性的極端主宰。