雄鹿甲虫进化出了令人印象深刻的多样化武器，因为它们的翅膀的形状和大小几乎不影响飞行的成本。对飞行的雄鹿甲虫的计算机模拟表明，能量消耗完全取决于电枢的重量，而不是电枢的大小或形状。

图1所示。与雄鹿甲虫搏斗。

一些雄性动物有凶猛的武器来相互争夺交配机会:马鹿的雄鹿有角，大象用象牙摔跤，雄鹿甲虫在战斗中使用它们细长的下颚。雄鹿甲虫拥有动物王国中最大的武器之一:它们的下颚可以长到和自己的身体一样长，甚至比自己的身体略长。由于它们的长度，它们的下颚很容易被用来抓住对手。在壮观的战斗中，他们试图把对手举过自己的头顶，然后把他们扔在地上。为此，雄性进化出了巨大的咬肌，使它们的咬合力是雌性的7倍。被雄鹿甲虫咬的感觉就像你在手指上用牙签(每个下巴各一根)平衡两个汽水罐。

由于巨大的咬肌和下颚，雄鹿甲虫有非常重的头部(占其体重的18%)。我们在虚拟风洞中对鹿角甲虫的计算机模拟表明，这将使飞行的能量消耗增加多达26%。然而，雄性在寻找配偶或逃离捕食者时，无法通过奔跑而不是飞行来避免这种代价。它们沉重的头部增加了奔跑的能量消耗，甚至超过了飞行的能量消耗:跑一定距离的雄性蜣螂比雌性蜣螂要多消耗40%的能量。此外，沉重的头部使雄性不稳定，这导致它们不时摔倒。很明显，它们很难在森林里的垃圾中移动，因为它们的两个大下巴突出在头部前面。

图2所示。上图:飞行中的雄鹿角甲虫上方的气流。颜色表示空气压力和甲虫身体上的压力(红色:高压;蓝色:低压)。下图:在这项研究中比较的鹿角甲虫的身体，它们的下巴大小和形状都不同。

虽然沉重的体重在很大程度上损害了雄性的奔跑和飞行，但我们的模拟表明，这与颌骨的形状或大小无关。我们移除了雄鹿的下颚，几乎把其他种类的雄鹿的下颚粘在了雄鹿的身体上。在我们的虚拟风洞中，不同大小和形状的颌部几乎没有改变飞行成本(最大能量差小于0.1%)。

只要雄性雄鹿甲虫保持一定的武器重量，它就可以在不增加飞行成本的情况下改变其电枢的形状或大小。因此，鹿角甲虫家族没有选择压力来使颌部流线型，或增强其升力。这为鹿角甲虫家族(包括1000多个物种)提供了进化出各种不同寻常的下颌形状的自由。

Jana列为
功能形态学实验室
安特卫普大学

出版

飞行成本和鹿角甲虫武器的进化。
张建军，张建军，张建军，等。
J R Soc接口。2015年5月6日

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