蟋蟀不是都會叫嗎？

夏天夜晚的唧唧蟲鳴是非都市生活的共同回憶，其中最響亮的莫過於雄蟋蟀摩擦發聲器發出的聲音，牠們靠著這個方式求偶、吸引雌蟲。不過，雖然我們都有蟋蟀會叫的既定印象，但2019發表的研究發現，部分在夏威夷的蟋蟀（T. oceanicus）和在他地的同種族群不同，牠們失去了鳴叫的能力，這是由於當地有寄生性蠅類（ormia ochracea）會根據聲音找宿主，太會叫反而會變寄生目標。

圖一：在夏威夷演化出不會鳴唱的蟋蟀（Pascoal et al., 2019）

不會叫的牠們難道要一輩子當魯蛇嗎？有趣的是2019年發表於The Royal Society的另一篇研究發現，這些蟋蟀體表有較多的短鏈碳氫化合物，揮發後會吸引接收到的雌蟲，有助於平衡掉不會鳴叫的劣勢，至於會發展出這樣的方法則和碳氫化合物的結構有關。

 

體味的來源：碳氫化合物

昆蟲體表有多種碳氫化合物，這些只由碳跟氫原子組成的物質揮發後可做為化學訊號吸引異性，成為求偶的方法之一，根據鍵結形式由單鍵到三鍵可分為烴、烯跟炔，它們都是不溶於水的非極性分子，其中只由單鍵組成的烴，鏈長越長它們之間的互相吸引力（凡得瓦力）就會較大，與周圍的分子貼合較緊密，也因如此這樣的組成結構不易被破壞，熔、沸點相應來說也比較高，造成化學分子難以散發，導致雌蟲接收不到雄蟲愛的訊號，所以若要用這個方法求偶，身上的長鏈碳氫化合物比例要比較少是蠻合理的發展。

圖二：碳氫化合物結構 / QS Study
（alkane: 烴；alkene：烯；alkyne：炔）

雖然這樣的長鏈、短鏈化合物比例有利於求偶，但由於短鏈的結構比較鬆散，使得水分容易從縫隙間蒸發出去，造成體表保水能力下降，可能因為水分散失太多而死亡，不過還好演化出這個方式的地方在潮濕的夏威夷，所以蟋蟀倒不至於面臨乾死的風險，如果在比較乾燥的環境，就算找得到老婆，自己也會因為缺水而命不久矣吧！

 

推動改變的力量：天擇跟性擇

上述蟋蟀的求偶故事，裡面其實包含著推動物種改變的兩大力量：天擇(natural selection)跟性擇(sexual selection)。

達爾文在《物種起源》中提出了天擇的概念，說明當突變發生，歷經過度繁殖、生存競爭，最後只有適合當下環境的族群可以存活，在這邊「自然環境」是篩選的主要力量。而除了天擇，性擇也是一個推動物種改變的力量，通常會遵循付出較多一方的喜好，舉例來說，若是有一種鳥僅由母鳥育雛，雌性就會處於選擇者的角色，那就可能因為母鳥比較喜歡紅色的公鳥，這個物種的公鳥就會越來越紅，這樣的篩選機制由「另一伴的喜好」決定，被選擇的性別表現會逐漸趨近對方的喜好。

天擇跟性擇都會影響物種演化的方向，但有時候會相互抑制，若是性擇下演化的結果不利生存，天擇的壓力就會抑制這個性狀無止境發展，而若天擇導致吸引力降低，在性擇壓力下就會不利繁殖，最後達到的平衡狀態就會是該物種當下呈現的樣貌。例如上述在夏威夷的蟋蟀，於吸引異性的條件下，牠們演化出體表含有較高比例的短鏈碳氫化合物，而也是因為環境條件適合生存，如果環境乾一點將無法負荷，另外孔雀尾巴也是一個平衡的最佳案例，尾巴太長不利移動生存，太短又不夠有吸引力。

孔雀的尾巴是性擇跟天擇共同作用的結果 / Pexels

這篇是投稿到泛科學的文章原稿
泛科學文章：

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資料來源：

  1. Holze, H., Schrader, L. & Buellesbach, J. Advances in deciphering the genetic basis of insect cuticular hydrocarbon biosynthesis and variation. Heredity(2020).
  2. Buellesbach, J., Vetter, S. & Schmitt, T. Differences in the reliance on cuticular hydrocarbons as sexual signaling and species discrimination cues in parasitoid wasps. Front Zool15,22 (2018).
  3. Heggeseth, B., Sim, D., Partida, L.et al. Influence of female cuticular hydrocarbon (CHC) profile on male courtship behavior in two hybridizing field crickets Gryllus firmus and Gryllus pennsyl vanicus. BMC Evol Biol20,21 (2020).
  4. Jacob D. Berson, Marlene Zuk and Leigh W. Simmons. Natural and sexual selection on cuticular hydrocarbons: a quantitative genetic analysis. (2019)
  5. Pascoal, Sonia & Risse, Judith & Zhang, Xiao & Blaxter, Mark & Cezard, Timothee & Challis, Richard & Gharbi, Karim & Hunt, John & Kumar, Sujai & Langan, Emma & Liu, Xuan & Rayner, Jack & Ritchie, Michael & Snoek, Basten & Trivedi, Urmi & Bailey, Nathan. (2019). Field cricket genome reveals the footprint of recent, abrupt adaptation in the wild. Evolution Letters. 4. 10.1002/evl3.148.