较大的动物如何承担“制造”和维持不成比例的“大型武器”的能量成本？

世界上几乎每四个物种中就有一个是甲虫：到目前为止，科学家已经确定了大约35万个甲虫物种。雄性新西兰长颈鹿象鼻虫Lasiorhynchus barbicornis，被认为是世界上最长的甲虫，但当研究人员测量最小和最大的甲虫的重量差异时，他们感到很惊讶。

STRI的Earl S. Tupper研究员Ummat Somjee说：“当我第一次看到最小的和最大的雄性甲虫的重量时，我以为有人犯了一个错误。但是我们再次对它们进行称重，得到了相同的结果。最大的雄性甲虫比最小的雄性甲虫大30倍。这是我们所知道的世界上任何甲虫物种中最大的成年体型范围。”

就像许多其他拥有“战斗武器”的动物（如长着獠牙的大象和长着角的羚羊）一样，雄性长颈鹿象鼻虫的脖颈被用于与同性进行争斗，赢得雌性的芳心。但是，当巨大的雄性甲虫争夺上面的位置时，一只最小的雄性甲虫可能会在脚下偷袭，使雌性受孕。因为这两种交配策略都会产生后代，所以大的雄性和小的雄性甲虫都持续存在。

在热带森林中，每一点能量的消耗都可能意味着生与死的区别。 Somjee对能源的经济性非常着迷--他从昆虫身上寻找灵感。雄性长颈鹿象鼻虫，实际上体现了能量的权衡。大雄性甲虫的脖颈比小雄性的脖颈大很多：所以乍一看，大雄性甲虫似乎比小雄性甲虫在其“武器”上投入相对更多的材料和能量。但情况真的是这样吗？

Somjee与新西兰甲虫专家Chrissie Painting合作，对甲虫“武器”的经济性进行了仔细研究。为了测量大雄性和小雄性甲虫使用多少能量，他们把它们分别放在小房间里，测量它们的耗氧量。他们发现，与较小的雄性甲虫相比，较大的雄性甲虫支付的成本更低，而不是更高--以它们体内每克组织的能量计算。这些大型雄性动物如何携带相对较大的“武器”，并且仍然付出较低的相对代谢成本？

"大雄性甲虫就像非常省油的汽车--甲虫世界的普锐斯（燃油效率每加仑58英里）--而小雄性甲虫则更像劳斯莱斯幻影轿跑车（燃油效率每加仑14英里）。大型雄性动物怎么会有如此高的能源效率，而且还能承担大型武器的额外能源成本？"Somjee说。

他们发现，这个秘密在于“武器”本身的结构。小脖颈是由高比例的活体组织构成的，这种组织的维护成本相对较高，就像我们的肌肉一样，但是大脖颈是由高比例的角质层构成的，就像我们头发和指甲中的角蛋白一样，这种组织的维护成本要低得多。因此，大雄性动物实际上是用较少的能量来维持其不成比例的“大武器”，而小雄性动物则是用较少的能量来维持其“小武器”。

这些怪异的象鼻虫证明了大型动物可以削减大型结构的成本。现在Somjee又在巴拿马寻找其他昆虫物种，以了解其他具有极端结构的昆虫是否也能找到创造性的方法来尽量减少其维护成本。

"正是因为长颈鹿象鼻虫异常大的尺寸变化，我们才能够回答这个长期存在的进化问题，"Somjee说。"长颈鹿象鼻虫并没有以某种方式找到额外的能量来维持它们巨大的头部，它们改变了头部的结构，使其更加有效，从而节省能量。"