动物如何高清交流，动物之间如何交流？
这张紫外线增强的照片显示了两只千足虫保持姿势。照片:斯蒂芬妮·威尔
在昆虫学家眼中，千足虫(马陆)不仅以其众多的双足而闻名，更以其神秘的过程而闻名。此前，昆虫学家试图利用它们掉落的外壳来研究千足虫的过程，但一直没有成功。现在，昆虫学家只是采用了更多的成像技术来直接记录它们？
去年夏天，进化生物学家Xer Zahnle邀请他研究千足虫(学名马陆)的同事进行可视化研究。当时，加州大学戴维斯分校的博士生Zahnle刚刚制作了雄性Pseudopolydeus serratus millipede(或limb)罕见内部结构的数字图像。Zahnle仔细研究了这张来之不易的图片，尝试了一个提出了几十年的问题:雄性千足虫是如何被释放的？
这个问题之所以这么难回答，是因为千足虫的过程很难观察到——具体细节会被抖动的脚隐藏起来。雌性千足虫位于从头部向后的第三身体节。准备的时候，雌性千足虫会把它从脚下推出去。这时，雄性千足虫会用自己的多对脚抓住雌性千足虫，用长度只有1 mm的两个肢体抓住雌性千足虫，然后将一个肢体表面的短管放入雌性千足虫体内。
早在1931年，研究千足虫的学者们就提出了一种假说，即千足虫四肢中一种叫做生精小管的导管可以通过细管直接输送到雌性千足虫体内。Zahnle的团队在2022年对Pseudopolydeus millipedes的一篇综述中也支持这一观点。但长期以来，没有人能证实这一观点。
这个3D模型是基于micro-CT，图片显示的是女性(绿松石色)和男性(橙色)。照片:泽维尔·赞勒
为了用事实证明上述猜想，Zahnle和芝加哥菲尔德自然博物馆蜘蛛和多足动物副主任Petra Sierwald及其他同事决定使用更精致的成像技术，如扫描电子显微镜和紫外荧光成像。他们直接将这些技术应用于菲尔德博物馆的博物馆样本，包括一对处于积极姿态的千足虫。得益于此，研究小组对千足虫的过程有了新的认识。
显微CT在观察千足虫内部结构方面发挥了重要作用。通过对样品进行X射线照射，可以产生一系列灰度不同的图片，图片中密度较高的部分会更亮。还有一种计算机程序可以将这些图片编译成像素块，这样研究人员就可以指示程序给不同结构的块上色，并构建样本的3D副本。研究人员可以从“所有角度”研究样本的模型。Zahnle说，“你可以真正感受到零件是如何制成的，并且很清楚它们彼此相邻的位置。”
Zahnle的显微CT图像显示，雄性千足虫的释放方式比之前预期的要曲折得多，生精小管并不直接通向短管的出口。按照图像，经过细管后，会释放到一个腔内，然后再从细管释放出来。Zahnle说，生精小管“形成一个完整的环，这完全是千足虫有意为之”，而且“这与我们在2022年发表的论文中提到的完全相反。我们错了。”今年年初，他和他的研究团队在节肢动物的结构和发育方面发表了一项全新的成果。
Jer Alba-Tercedor是格拉纳达大学的水生生物学家。虽然他没有参与这项研究，但他表示，Zahnle的研究“是一个利用微型CT开展研究的优秀案例。”Alba-Tercedor已经使用Micro-CT进行研究奖励。他说，这个过程中最耗时的部分是不同结构的着色。但是一旦完成这一步，其他研究人员就可以利用这个数据库来研究样本的新结构。
事实上，Sierwald认为Micro-CT改变了对千足虫的研究。她早在1997就开始研究千足虫，但当时Micro-CT还很少见，更不用说用于昆虫学研究了。起初，她打算通过剥下雌性千足虫的壳来研究它们的部位，但这项研究失败了，因为“千足虫会吃掉它们脱落的壳”。没有显微CT，“这意味着需要很多千足虫来解剖，”她说。但是有了Micro-CT，就不需要解剖这些昆虫了。换句话说，实验杀死的千足虫数量会大大减少，我们也可以研究完整的动物。“这是一件很酷的事情。”她还表示，Micro-CT极大地帮助了她了解昆虫是如何工作的。
Sierwald表示，长期以来，该团队希望成像技术可以帮助研究人员区分千足虫，显示它们的地理分布，并了解不同的千足虫和其他千足虫是如何产生的。
托马斯·西蒙森是丹麦奥尔胡斯自然历史博物馆的昆虫学研究员和馆长。他说新的研究是“优秀的”,并同意它应该有助于千足虫。他认为，对于“理解节肢动物的多样性和进化”，形态学研究和DNA研究一样重要。
赞恩勒现在专注于雄性千足虫。对他来说，千足虫已经向人们展示了无数的外形形式和自身的功能。他说，它们不只是有很多“腿”。这些双足的形状从“扁平到圆柱形到纤细蓬松”不等。在用Micro-CT进行突破性研究后，Zahnle发现在他的领域中有大量优秀的科学家，使用Micro-CT的昆虫学研究人员也越来越多。他想知道其他物种是否也像雄性千足虫一样有闭环管道。他说，“我想用图像展示所有这些结构。”
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