鲨鱼和蚊子幼虫有什么共通之处吗 —— 它们都是水生肉食性动物，也都面临着一些独特的捕食挑战。
每到夏天就来扰人清梦的蚊子，总令我们忍不住除之而后快。然而有人痛恨蚊子的同时，也有人痴迷于这个物种。毕竟，它们的幼虫能做到将自己的头弹射出去 —— 字面意义上的发射头部 —— 进行捕猎，多么有趣、神奇，多么令人着迷。（可能也并不是……）
美国丹佛大都会州立学院（Metropolitan State University of Denver）的生物学家罗伯特・汉考克（Robert Hancock）在 20 世纪 80 年代就开始对蚊子着迷。在他还是俄亥俄州立大学（Ohio State University）的一位研究生时，就对自然界充满了好奇和兴趣。他希望通过更好地了解疾病的传播媒介之一 —— 昆虫，来帮助改善全球健康情况。
当时指导他的教授拿出了一种巨蚊属的蚊子 Toxorhynchites amboinensis 的幼虫和一些微小的猎物，供同学们观察。“拿一台显微镜，看看你们是否能弄清楚这种蚊子幼虫是如何捕捉猎物的。”教授布置了这样的任务。“最后，我们都做到了”，虽然这一切发生的太快了，只能模糊地分辨出蚊子幼虫将猎物铲进嘴里的大致动作，汉考克说道。
从那以后，汉考克对蚊子和各种昆虫越来越痴迷。尤其是体型较大的巨蚊，“它们的腿很漂亮，还可以四处摆动，”汉考克说。他开始更仔细地观察这种蚊子。他注意到这种蚊子的幼虫生活在水中时，会捕食其他昆虫的幼虫（通常是其他蚊子的幼虫），而后再疯狂地吃掉它们。“看起来就像一场比赛，它们竞相把‘热狗’塞进肚子里。”
但汉考克一直想搞清楚蚊子幼虫在进行捕食的那一刻究竟发生了什么。但这一迅捷无比的捕食过程总是发生得太快，当时根本没有能以高分辨率和慢动作镜头剖析细节的设备和技术。如今，经过三十多年的技术发展，汉考克终于拍摄到了那 15 毫秒内发生的故事。这项研究于 2022 年 10 月被发表在《美国昆虫学会年鉴》（Annals of the Entomological Society of America）上。
惊掉下巴
通过显微摄影技术，汉考克和他的团队捕捉到了 Toxorhynchites amboinensi 幼虫发射头部捕猎惊奇又恐怖的过程，“我们一看到它就惊掉了下巴，”汉考克说道，“谁都不敢相信我们所看到的。”
借助一个每秒能捕捉超过 4000 帧的相机，研究人员观察到，蚊子幼虫的头会像鱼叉一样从身体里弹射出去，它们推测这一过程可能是通过身体不断像“手风琴”般扭动，来向头部挤压一股液体以提供动力的。但头靠近猎物是一回事，抓住猎物又是另一回事。通过视频能够看出，蚊子幼虫的头部两侧各有一个可以开合的“刷子”状结构。当它的头部精准地靠近猎物时，这些刷子会呈扇形散开，形成研究人员所说的“像脆弱的篮子一样的结构”，而后将猎物扫进口器里。
这种凶残暴力的攻击方式，可能会令多数人大吃一惊。因为我们所熟知的蚊子总是偷偷摸摸地吸食人类等动物的皮下血液，或是吸食植物的汁液和花蜜。总体来讲，是较为“优雅”的捕食方式。然而，其实蚊子的卵多是在水中孵化，而幼虫在数周之内都不会呈现出我们熟悉的像蒲公英一般的飞行姿态。在水生阶段，这些幼虫的外表和进食方式都与成虫大相径庭。
除了将汉考克迷得神魂颠倒的 T. amboinensis，他还拍摄了另一种鳞蚊属蚊子 Psorophora ciliata 幼虫的捕猎过程，对比之下，它的“鱼叉”头更强大，射程也更远。
此外，汉考克和同事捕捉到了第三种肉食性蚊子靛蓝煞蚊（Sabethes cyaneu）幼虫捕食的过程，这种蚊子身体上的金属色泽极具辨识度，也被称为世界上最好看的蚊子。靛蓝煞蚊并不像前两种蚊子那样能发射头部，但它们的身体非常灵活，经常会在水中晃来晃去地摆动。它们通过尾部的虹吸管吸入氧气，但这种结构却不只有一种作用。随着身体摆动的虹吸管更像是一种“诱饵”，吸引到猎物后，靛蓝煞蚊幼虫会将它长长的身体卷向毫无防备的猎物，用尾巴抓住它，然后迅速塞入口器中。
这段暴力的蚊子幼虫捕食影像是汉考克数十年工作的结晶，“我们以前从未在任何情况下看到过这两种捕食方式的任何一种，”汉考克表示。
以蚊治蚊
蚊科下属的蚊子种类极多，其中绝大多数的幼虫都是兼性捕食者，也就是能够以碎屑、微生物或其他有机物质，包括腐烂的物质为食。因此这项研究中的三种蚊子幼虫能进化出狩猎能力，成为完全的掠食性（主动捕食其他生物）动物，其实是“非常巧妙”的。甚至从它们复杂精准的捕猎过程来看，在一定程度上是可以与鲨鱼、狮子等顶级捕食者相类比的。“单看它们的捕食过程，都是非常复杂且高度进化的捕食者会用到的，但它却恰好是幼虫阶段的蚊子，”美国范德堡大学（Vanderbilt University）的蚊虫研究员 LJ・茨维伯尔（LJ Zwiebel）表示，他并没有参与这项新研究。
茨维伯尔一直专注研究携带、传播疟疾的蚊子。他发现这些昆虫，即使是在最弱小的幼虫阶段，也已经演化出发达的嗅觉，具有极高的环境适应性。在数亿年的进化过程中，它们有选择地挑选“技能点”，使得这些蚊子幼虫特别擅长存活到成虫阶段。
而汉考克投入精力最多的 Toxorhynchites amboinensis 成虫实际上主要依靠植物的汁液生存，并不是人类疾病的传播媒介。但它们的幼虫作为以其他昆虫为食的贪婪的幼虫捕食者，恰恰可以用来管理和控制其他蚊子种群的增长。实验结果显示，在同一处水体中，能发射头部捕猎的 Psorophora ciliata 幼虫可能会吃掉所有其他昆虫的幼虫。因此，将它们投放到相对较大的水体中，理论上可以在灭杀蚊虫数量上发挥更大的作用。
如今，终于捕捉到蚊子幼虫，弄清楚它们的捕猎方式，汉考克像是完成了一项人生夙愿。但他并不会满足，“我无法将目光从这些蚊子身上移开。它们太漂亮了，”汉考克说。有时，他觉得自己既像一位科学家，又像一位艺术家，因为他总是被拍摄对象的色彩所吸引。文中提到的蚊子靛蓝煞蚊在完全变态后，成虫有着极为美丽的彩虹色鳞片，“它看起来像一辆跑车”，汉考克说道。
卑微地庆幸，蚊子长大后只是用针管状的口器扎人……
论文链接：
https://academic.oup.com/aesa/article/115/6/461/6746937?login=false#380607872
参考链接：
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https://www.smithsonianmag.com/smart-news/mosquito-larvae-launch-their-heads-to-capture-prey-180980949/
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https://www.sciencenews.org/article/mosquito-head-neck-launch-video-footage
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https://www.cbc.ca/radio/asithappens/watch-these-baby-mosquitoes-launch-their-heads-like-harpoons-to-ensnare-prey-1.6608739
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https://www.nytimes.com/2022/10/04/science/mosquito-larvae-harpoon.html
本文来自微信公众号：环球科学 （ID：huanqiukexue），撰文：不周，审校：二七