中国农大新闻网讯 近日，中国农业大学植物保护学院彩万志/李虎/田里团队与中国科学院动物研究所葛瑨博士合作，在国际权威期刊《皇家学会会刊B：生物科学》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）以封面文章形式发表题为《从矛到盾：花螳伸展捕捉足以规避和偏转捕食者攻击》（Turning lances into shields: flower mantids stretch their raptorial forelegs to avert and deflect predator attack）的研究论文。

该研究揭示了部分螳螂的捕捉足演化出防御捕食的新功能，并探讨了这一行为功能进化创新的生态驱动机制。植物保护学院2020级本科生李原朗（目前是硕士一年级在读生）和博士研究生刘钦朋为该论文的共同第一作者，田里副教授、李虎教授和中国科学院动物研究所葛瑨博士为该论文的共同通讯作者。植物保护学院彩万志教授、宋凡副教授、段元格副教授，博士研究生陈兆洋、本科生王治鑫以及生物学院已毕业本科生梁乐为本研究做出了重要贡献。

传统认知中，螳螂的捕捉足主要用于捕猎。然而，花螳科Hymenopodidae一些物种的前足股节特化变宽，内侧具有鲜艳的红黑斑纹，在没有猎物的情况下也会伸展其特化的前足。这一现象暗示其可能具有捕猎之外的新功能。通过以基黑异巨腿螳（Astyliasula basinigra）为研究对象，团队设计了一系列精巧的捕食者遭遇实验，模拟其与天敌长菱背螳（Rhombodera longa）的互动场景。

首先，捕食者遭遇实验结果表明，前足伸展行为显著提升了花螳的生存几率（图1）。深入的行为分析进一步揭示，这一独特策略通过两种机制发挥作用：一是分散捕食者注意力，延缓其攻击速度；二是将攻击导向移动的前足，增加挣脱机会（图2）。这种“以攻为守”的策略巧妙地利用了捕食者卓越的视觉能力，实现了防御功能的创新性转变。

图1 捕食者遭遇实验

图2 前足伸展行为的反捕食机制

为了进一步探究前足伸展的防御功能是否是对种已有行为的选配，研究团队对花螳科各类群的前足伸展行为进行了系统比较，识别出三种行为模式（图3）。基于分子系统发育重建的结果表明：最早的伸展行为与捕猎行为模式一致，表现为双足同时前伸；而在演化过程中逐渐分化为更复杂的侧向伸展模式。这表明前足伸展行为不是从头创新的，而是派生于已经存在的行为。同时，演化时间推测表明，复杂前足伸展行为的起源时间与大型螳螂捕食者的辐射演化时期高度吻合，表明捕食压力是驱动这一行为功能创新的关键因素。

图3 花螳科前足伸展行为的演化历史推断

该研究验证了花螳前足伸展行为的反捕食者功能，证实该行为是行为水平的演化选配（Evolutionary Co-option），并提出了可能的演化驱动因素，为理解动物行为的起源与演化提供了新视角。本研究得到国家自然科学基金、中国农业大学大学生创新训练项目以及2115人才培育发展支持计划的支持。