这些 Baby Beetle 背包是用凳子制成的

所有的孩子都会拉便便，但只有少数孩子有足够的技巧将他们的便便变成建筑。 在龟甲虫蜕变成成虫之前，它们会以幼虫的形式蜕皮。 为了保护它们柔软的身体免受外界影响，小甲虫用自己的排泄物制成的伞保护自己，伞从肛门中危险地伸出。 这些微小的甲虫在特殊的伸缩肛门的帮助下构建了粪便盾，肛门可以像大象的鼻子一样延伸和扭曲，以将新鲜的粪便沉积在它们的盾上。 盔甲帮助幼虫像令人倒胃口的粪便堆一样穿过，逃避捕食者的窥视。

最近在期刊上发表的一篇论文 动物园钥匙 它非常详细地描述了许多种龟甲虫粪便芒背后的精确过程，龟甲虫是叶甲虫家族或叶甲科中一个独特的盾构类群。 “你知道，这是一个美丽的图书馆，里面有关于龟甲虫粪便盾的所有信息，”波士顿大学研究龟甲虫的生物学家 Lynette Strickland 说，她没有参与这篇新论文的研究。 “我的意思是一个非常具体的图书馆。”

对于研究龟甲虫的科学家来说，粪芒并不是什么秘密，龟甲虫是昆虫在进入成年之前所经历的青春期阶段。 但没有研究关注建造这些防护罩的详细艺术。 “我不知道龟甲虫幼虫可以伸出肛门并将其用于建筑，”斯特里克兰说。 “我不知道！”

除了它优雅的味道和一些臭的色调之外，粪便伞对于小瓢虫来说还有什么用呢？ 科学家认为盾牌具有多种功能。 它们可以保护幼虫免受自然环境的影响，将它们伪装成粪便或死去的植物，甚至用其难闻的气味和潜在的化学威慑作用来阻止捕食者和寄生虫。 建造树冠后，甲虫幼虫就能够做到这一点 一个运动– 上下旋转盾牌，将其降低到他们的背上，然后左右摇摆。 内布拉斯加大学林肯分校内布拉斯加州博物馆的研究员、这篇新论文的作者卡罗琳·查波 (Carolyn Chapo) 表示，毛毛虫甚至像棍棒一样使用它们的盾牌来抵御潜在的入侵者。 一些龟甲虫幼虫群居 形成一个环 他们的头在中间，粪伞朝外，这是一个防御的统一战线。 “然后他们一起行动，”矮子说。

作为幼虫，龟甲虫是小而暗淡的幼虫。 但成年甲虫确实很漂亮。 它们的俗名来自其圆顶的上壳，其形状类似于乌龟壳，颜色类似宝石。 也许这群动物中最大胆的是金龟甲虫，它们看起来就像突然长出了腿的金块。 沙博说：“当你看到它们落在植物上时，你可能会误认为它们是一滴水。”她说，她决定研究龟甲虫是因为它们很漂亮。 （当她缩小搜索范围时，她在龟甲虫和臭虫之间进行选择，这可能是…… 更美丽 比你想象的要多。）

当矮子开始研究自然历史收藏中的甲虫时，她很快注意到档案中的一个空白。 大约 99% 的藏品是成虫，它们被干燥并装在托盘中； 幼年海绵大多不存在。 “昆虫的每个阶段都以不同的方式探索环境，”查博说。 “成虫通常会飞行和交配，而幼虫才是真正进食的。” 因此查博决定尝试观察龟甲虫从卵期到成年期的整个过程，这样她就可以记录幼虫如何建造、维护和使用粪便降落伞。

斯特里克兰，培育新热带龟甲虫 龟甲替代品 在她的实验室里，她一直对幼虫粪便降落伞着迷。 “我一直觉得他真的很可爱，”她说。 斯特里克兰将这些特定甲虫的甲壳形状描述为气泡。 “他们并没有真正投入很多精力，”他们说。 但斯特里克兰从未观察过甲虫如何建造、添加或处理它们的粪便盾，部分原因是幼虫太小。

龟甲虫并不是唯一具有幼虫结构的物种。 虎甲虫幼虫在​​隧道上方建造泥塔以防止洪水。 石蛾幼虫用卵石和树叶制作装饰性的茧。 真菌甲虫A的幼虫 背包 它们蜕下的皮或毛皮可以作为捕食者的诱饵。 粪便可能是一种非常规的建筑材料，但它是免费的，而且有些取之不尽用之不竭。 “一般来说，昆虫是非常干净的动物，”矮子说，并指出龟甲虫的粪便是高高在身体上方的独立结构，这与其他一些叶甲虫将粪便携带在身体上不同。 “我觉得这很恶心，”她说。 “我什至有标准！”

大约 3,000 种龟甲虫会产生各种粪便结构，受粪便性质和排列的影响。 有些物种的粪便是湿的，而另一些物种的粪便是干燥的。 “有些以长线的形式出现，有些以湿点的形式出现，”矮子说。 一些幼龟甲虫会形成扇形盾牌，而另一些则会排列它们的粪便 螺旋线圈 它们类似于鸟巢。

矮子和他的同事专注于比较几种龟甲虫的粪便装甲，包括…… 细头藻，位于哥斯达黎加，并且 球叶卡西达，位于南非。 得益于业余博物学家、该论文的作者莎莉·亚当 (Sally Adam)，研究人员得以接触到南非的大量甲虫。 2021 年 8 月，亚当在她的农场的一些黄色雏菊中发现了一些龟甲虫幼虫和蛹。 在 COVID-19 大流行期间，她开始将饲养昆虫作为一种爱好，在办公室里观看蚂蚁和蜻蜓蛋的孵化。 她将龟甲虫幼虫饲养至成年，并在 iNaturalist 上发布了这些昆虫的照片。 很快有人确​​定了这种类型——球叶卡西达– 我告诉她，以前从未记录过甲虫的幼虫和蛹阶段。

亚当开始按照沙布的指示进行实验。 “我感到有点不知所措，直到我想起我的一位退休学术朋友有一台显微镜和一台相机，”亚当在全球牧羊犬试验直播期间在一封电子邮件中写道。 亚当完全去掉了一些盾牌，让幼虫裸露在外，并只去掉了其他甲虫的部分盾牌。 在这两种情况下，幼虫都非常仔细地重建了它们的粪芒。 如果其菱形甲壳的一部分破损，幼虫会在破损的一侧沉积新的粪便，以重新形成平衡的甲壳。

可操纵的伸缩肛门是龟甲虫幼虫构建盔甲所需的唯一工具。 这里不需要腿和口器。 “它只是一根伸出来并四处移动的长管，几乎可以延伸到动物的头部，”矮子说。 当亚当看到她的肛门巧妙地将一滴粪便放在防护罩上时，她“高兴地尖叫起来”，她说。 （如果你想看到龟甲虫幼虫挤出一滴湿粪便添加到它们的树冠上， 慢慢来.）南非甲虫还将它们古老的蜕皮或接穗分层放入它们的盔甲中，可能是为了加固。 “这不是一次性的事情，”矮子说。 “他们以同样的方式建造它。他们以同样的方式修复它，总是试图平衡装甲。”

研究人员在新论文中提出的更大论点是，龟甲虫幼虫本身应该被视为建筑师，就像蚂蚁、蜜蜂、黄蜂、白蚁和蜘蛛等更著名的建造者一样。 建筑本能深深植根于动物的生命之树，因为动物已经开发出创新的方法来保护自己免受恶劣环境的影响。 斯特里克兰说：“像他们这样的人总是可以将今天的海狸视为一种生物体的例子，这种生物体实际上会改变周围的环境以适应它们。” “这些昆虫也会这样做，对吧？这些小生物实际上可以建造东西，并且具有非常复杂的行为。” 小甲虫可能还不知道如何建造粪便，但它们肯定可以用粪便建造。