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当流星锤遇到西洋剑——谈虾蛄的行为

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发表于 2013-10-27 16:55:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东潍坊
本帖最后由 雀尾螳螂虾 于 2013-10-27 17:48 编辑

作者:谢恒毅

【摘要】虾蛄是海生的甲壳动物。其第二对颚脚特化为攻击附肢,根据其型态之不同,可将虾蛄分成粉碎型及穿刺型两类;伴随着分布的不重叠,这两类虾蛄的外观、攻击性、捕食行为及威吓行为的表现与否,都有相当大的差別。相同的是两者都具有学习能力,凭借经验牠们可以躲避敌害以及更有效率的获得食物。本篇主要描述虾蛄及比较此两类虾蛄之行为表现。

虾蛄是海生的甲壳动物,分布在热带及亚热带的浅水水域中,跟平常所见到的螃蟹、虾子同是属软甲亚纲的甲壳动物。虾蛄具有一对威力强大的攻击附肢,这对附肢是牠们的捕食工具,也是最佳的防御工具,因为牠们利用附肢捕食的动作极像螳螂,所以虾蛄也被称为螳螂虾(Dingleet al., 1978)。一般而言,虾蛄可分为四个科,分別是Squillidae、Lysiosquillidae、Gonodactylidae及Bathysquillidae。其中除了Bathysquillidae是深海的种类之外,剩下的三个科都分布在浅海。

虾蛄的身体有14个体节(8个胸节、6个腹节),再加上一个尾节(如图一、二)(Caldwell et al., 1976),其中第二对颚脚特化成一对巨大、具强健肌肉的攻击性附肢,有些种类在末节有衍生的锐棘,根据其特化附肢形态的差异,虾蛄可分为穿刺型(spearers)和粉碎型(smashers)两类,穿刺型虾蛄的长节(merus)较细,而末节(dactylus)具锐棘;粉碎型虾蛄的长节较粗,含有强健的肌肉分布,末节平滑有少数锐棘或不具锐棘。

本省的虾蛄属于粉碎型的虾蛄有大指虾蛄(Gonodactylus chiragra)(如封底里),体色的变异极大;属于穿刺型虾蛄的有螳螂虾(Oratosquilla oratoria)(如封底里)、线背螳螂虾(Lophosquilla costata)、帝王螳螂虾(Kempina mikado)、间带螳螂虾(Bathysquilla sp.)等。

摄食行为

所有的虾蛄皆为肉食性,穿刺型虾蛄包括了Squillidae、Lysiosquillidae、Bathysquillidae三科之所有种及Gonodactylidae下的数个属,而粉碎型虾蛄只包括了Gonodactylidae下的几个属。由于穿刺型虾蛄第二对特化颚脚的末端具锐棘(3-17枚不等),因此牠们都以一些身体柔软的猎物为食。牠们的猎食行为是快速地伸出攻击性附肢并打开末节,碰触到猎物后再迅速收起,利用锐棘将猎物紧扣不放,再利用第三、四、五对颚脚将食物弄碎、吃下。这种摄食的速度,就连水中运动敏捷的鱼、虾也无法逃脱(如图三)(Caldwell et al., 1976)。通常穿刺型虾蛄都居住在泥质或沙质的洞穴中,以守株待兔(sit and wait)的猎食方式,只露出一对眼睛,等到鱼或虾接近,再杀牠个措手不及(Caldwell et al., 1990)。

白天时,牠只露出眼柄,洞口以泥沙封住,到了晚上牠就不再封起洞口,因为隔着一层泥沙来攻击猎物会有阻碍,也会失去準确性。在平常时,虾蛄是独来独往的,只有在生殖季时,雌雄会配对。这时通常在一个洞穴中会有一对雌雄虾蛄居住,雄性负责猎食供给雌性食物,雌性专心哺育幼生不负责猎食的工作,除了在食物来源短缺或是雄性失去捕食能力的时候,雌性才会主动捕食(Shuster et al.,1989)。

粉碎型虾蛄,虽然末节上缺乏或具有很少的锐棘,但是末节的踝部却异常的扩大、坚硬,再加上长节含有强健的肌肉,使得粉碎型虾蛄的攻击附肢非常具有破坏力。牠们的摄食对象有螃蟹、寄居蟹、蚌、蛤及螺类(Caldwell et al., 1976),这类猎物都具有坚硬的外壳,但是这些装甲都禁不起粉碎型虾蛄连续强力地击打。一只体长约25公分的粉碎型虾蛄Hemisquilla ensigera,牠一次击打的威力可比得上一颗点二二口径手枪子弹的威力,有把实验室中强化玻璃水族缸打裂的记录,即使是体型较小的个体,也可轻易地将普通水族缸击碎。正因具有这惊人的武器,粉碎型虾蛄都以主动巡游的方式猎捕食物,牠们住在珊瑚礁、碎石堆的洞穴中,主动出外觅食,当牠锁定一只标的物时,牠先由后方接近,首先攻击猎物的防御武器(如螃蟹的大螯),紧接着几个连续的击打,将猎物打成碎片,然后将食块带回洞中享用。

事实上粉碎型虾蛄附肢击打的动作,必须消耗许多能量,因此牠会以最少的打击次数,获得最高的效率。在实验观察中也发现,粉碎型虾蛄会尽量减少盲目连续的击打,牠会在打击之后检视猎物外壳破损的情况,再决定下一个击打是否必要,而且粉碎型虾蛄比较喜欢吃螺类、蚌、蛤,对于食用寄居蟹之选择顺序则排在较后,因为花费同样能量去打碎一个螺旋的壳,螺类的可食部位要比寄居蟹多的多。因此最少打击次数得到最多食物,对粉碎型虾蛄来说是最有效率的(Full et al.,1989)。

攻击行为

几乎所有的虾蛄都具有领域性及攻击性,牠们会激烈地捍卫牠们的洞穴、食物来源、配偶,直到入侵者不敌而逃。若是把穿刺型虾蛄跟粉碎型虾蛄相比,那后者更是具有强烈的攻击性。正因如此,大多数研究虾蛄的动物行为学家们,多以粉碎型虾蛄作为研究的对象。

粉碎型虾蛄的攻击行为,可分成种间的及种内的攻击行为。种间的攻击行为主要是抵抗进入洞穴的入侵者如章鱼,或牠的天敌:刺河豚的捕食(Caldwell et al., 1981);种内的攻击行为如:Haptosquilla glyptocerus会去强占另一只同类的洞穴,牠先用尾扇将牠想要强占的洞穴覆盖起来,过了一段时间再往内挤,经过几番折腾,洞内的虾蛄会因为缺氧,不得不逃出洞外,放弃居所。被击败的虾蛄会记忆著对手的味道一段时间,而避免回到或进入曾经击败牠的对手居住的洞穴中(Caldwell, 1979 ; 1985)。在台湾相关的研究中,发现大指虾蛄也有种内的攻击行为(李,1991);大指虾蛄的攻击性与牠的体重及攻击附肢大小成正相关,相对于原来的占有者或入侵者,打斗能力越强的个体,越有能力侵占或保有自己的洞穴。因此种内或种间的攻击行为,会造成攻击性强的虾蛄族群变大,而攻击性弱的虾蛄族群变小(Dingle et al., 1973 ; 1975)。

虽然粉碎型虾蛄击打的力道相当猛,可能对竞争者造成致命的伤害,但是在同种个体接触的时候,牠们会收敛打击的力道,而且打在甲壳比较厚的尾扇上,所造成的伤害很小,但是只要有一方流血,另一方就会毫不留情地杀死牠(Berzins et al., 1983)。而同种个体的攻击行为相当仪式化,有一方会先卷起尾部,以尾扇接受对方的击打,待对方一出手,以柔软弯曲的腹节吸收强猛力道后,立刻起身迎向对手,给予重击,此时对方也会马上卷起身躯,以尾节抵挡打击,就这样一攻一守,直到一方臣服离去,否则打斗继续(Caldwell et al., 1976)。有时候粉碎型虾蛄会在激烈的战斗中,失去牠们的附肢,但是在蛻壳两、三次之后,又能再生出新的附肢。

威吓行为

在某些特定的情况下,例如:刚蛻壳或遭遇到体型比较大的其他生物时,还可以观察到虾蛄的威吓行为(threat behavior)。它跟攻击行为不同的地方,在于威吓行为并没有实际的打斗,只是将尾节、触角、颚脚、攻击附肢尽量的伸展,摆出一副独特的展示姿势(meral display)如图四(a)、(b)。当粉碎型虾蛄刚蛻壳的时候,全身尚未硬化,没有攻击力,此时牠遇到外敌时不会表现攻击行为,而只会表现威吓行为,企图吓阻对方。另外,实验观察也发现:粉碎型虾蛄遭遇到比自己体型大15%的对手时表现威吓行为的频率,要明显高于遭遇到与自己体型相当或比自己小15%的对手,威吓行为可使自己看起来更大,更具攻击性,即使是唬人的伎俩被拆穿,曾被赶出洞的虾蛄下次遇到体型较大的对手,仍然会表现相同的威吓行为,不因为曾经失败就放弃威吓行为;而且发现事实真相拆穿诡计的对手,下一次遇到相同的情形,也不会根据经验产生怀疑,而不加试探,采取攻击行为(Adames et al., 1990)。由此可知,威吓行为是一种相当固定的行为,不会因为经验或学习而改变行为表现模式。在台湾相关的研究中,利用数值分类的方法分析大指虾蛄的打斗行为,他发现打斗的过程中,行为出现的顺序相当固定,起先是表现警戒的意图行为、再是威吓行为、攻击行为、防御、逃避、再回到意图行为,完成打斗行为的完整序列,而且此序列中每一个行为的产生,会受到自己与对方先前动作的影响。并发现大指虾蛄的种内打斗行为大多以威吓行为为主,实际的打斗比较少(陆﹐1985)。

粉碎型虾蛄,在牠攻击性附肢的长节上有一个点叫做展示点(meral spot)如图二、四(b),这个点的颜色深浅,跟粉碎型虾蛄威吓行为展示的次数及攻击行为模式,有密切的关系。若展示点的颜色越深湛,通常这种粉碎型虾蛄会展示较多次的威吓行为(如图五)(Dingle et al., 1969 ; Caldwell et al., 1976 ; Adames et al.,1990)。

学习行为

虾蛄具有相当好的学习能力。实验发现:每一只粉碎型虾蛄对于没有见过的蚌壳,都先试用不同的开壳方式,有的击打贝壳的背部,有的击打唇部,所花费的功夫各有不同。但是经过一段时间的试验练习,开壳的速度越来越快,效率越来越好(Caldwell et al., 1990)。另外,实验室中以锥形瓶当作人造洞穴,用来测量虾蛄进入瓶中的速率时,也发现随着锥形瓶出现的频率越高,虾蛄进入瓶中的速率也越快(Reaka, 1980)。在自然环境中,粉碎型虾蛄通常不打开末节,只用末节的踝部击打物体,如果以柔软之物体接近牠,只要经过几次无效的打击,就会产生一个回餽的讯息告诉牠,改变攻击方式,改以打开末节企图夹取柔软之物体(Caldwell etal., 1976)。最后,还有如前所述,虾蛄会记得曾经打败牠之对手的味道,而避免进入牠所居住的洞穴等。这些都是虾蛄具有学习行为的实际证据。

结语

粉碎型及穿刺型这两类的虾蛄光是攻击附肢形态不同,就伴随了栖地,攻击性,摄食行为等生物特征的差异。我们发现具有威力强大攻击附肢的粉碎型虾蛄,居住在环境较复杂的珊瑚礁中,生物歧异度较高,接触其他生物的频率较高,牠所表现出的攻击行为及摄食,是比较具有攻击性、主动而积极,为了因应这样激烈的攻击行为,牠同时具备了威吓行为以及同种间仪式化的攻击行为,来缓冲或避免同种间致命的相互攻击。反观穿刺型虾蛄居住在环境较单调的沙泥底质,生物歧异度较低,接触其他生物的频率较低,牠就比较柔弱、被动而消极。这两类的虾蛄各有其生活方式及生活空间,不能说孰优孰劣,而学习的效果带给牠们较有效率的摄食获得以及避免危险等。欣赏牠们令人好奇的外表及奇特的行为表现之余,了解虾蛄的型态、所处环境及其行为表现三者之间的紧密关连,才是本篇叙述想要阐释的主旨。
发表于 2013-10-27 17:24:52 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁铁岭
太专业了 帮顶
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发表于 2013-10-27 21:34:58 | 显示全部楼层 来自: 中国山东烟台
比较靠谱的文章,学习了
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 楼主| 发表于 2013-10-27 18:01:52 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
本帖最后由 雀尾螳螂虾 于 2013-10-27 18:30 编辑

谢恒毅就读于中山大学海洋生物研究所

参考文献

1. 李嘉琳。大指虾蛄之居所竞争策略研究。国立中山大学海洋生物研究所硕士论文。1991。

2. 陆汉光。大指虾蛄打斗行为之数理研究。国立中山大学海洋生物研究所硕士论文。1985。

3. Adames, E. S. and Caldwell, R. L. Deceptive communication in asymmetric fight of the stomatopod crustacean Gonodactylus bredini. Animal Behaviour Vol.39 : 706-716.1990.

4. Berzins, I. K. and Caldwell, R. L. The effect of injury on the agonistic behavior of the stomatopod Gonodactylus bredini(Manning). Marine Behaviour and Physiology Vol.10 : 83-96.1983.

5. Caldwell, R. L. and Dingle, H. Stomatopods. Scientific American Vol.234 : 80-89.1976.

6. Caldwell, R. L. Cavity occupation and defensive behavior in the stomatopod Gonodactylus festai : evidence for chemical mediated individual recognition. Animal Behaviour Vol.27 : 194-201.1979.

7. Caldwell R. L. and Lamp, K. Chemically mediated recognition by the stomatopod Gonodactylus bredini of its competitor,the octopus Octopus joubini. Marine Behaviour and Physiology Vol.8 : 35-41.1981.

8. Caldwell, R. L. A test of individual recognition in the stomatopod Gonodactylus festai. Animal behaviour Vol.33: 101-106.1985.

9. Caldwell R. L. and Childress, M. J. Prey selection and processing in a stomatopod crustacean. In : Behavioural mechenism of food selection (ed. by R. N. Hughes). pp. 143-163. Spring-Verlag, Berlin Heidleberg.1990.

10. Dingle, H. and Caldwell, R. L. The aggressive and territorial behavior of the mantis shrimp Gonodactylus bredini Manning (Crustacea : Stomatopoda). Behaviour Vol.33 : 115-136.1969.

11. Dingle, H., Highsmith, R. C., Evans, K. E. and Caldwell, R. L. Interspecific aggressive behavior in tropical reef stomatopods and its possible ecological significance. Oecologia Vol.13 : 55-64.1973.

12. Dingle, H. and R. L. Caldwell. 1975. Distribution, abundance , and interspecific agonistic behavior of two mudflat stomatopods. Oecologia (20) :167-178.

13. Dingle, H. and Caldwell, R. L. Ecology and morphology of feeding and agonistic behavior in mudflat stomatopods(Squillidae). Biological BulletinVol.155 : 134-149.1978.

14. Full, R. J., Caldwell, R. L. and Chow, S. W. Smashing energetics : prey selection and feeding efficiency of the stomatopod, Gonodactylus bredini. Ethology Vol.81 : 134-147.1989.

15. Reaka, M. L. On learning and living in holes by mantis shrimp. Animal Behaviour Vol.28 : 111-115.1980.

16. Shuster, M. S. and Caldwell, R. L. Male defense of the breeding cavity and factors affecting the persistence of breeding pairs in the stomatopod, Gonodactylus bredini(Manning)(Crustacea : Hoplocarida). Ethology Vol.82 : 192-207.1989.

图一:穿刺型虾蛄——螳螂虾Oratosquilla oratoria身体结构及攻击附肢的细部分解图。(手绘部份出自参考资 ...

图一:穿刺型虾蛄——螳螂虾Oratosquilla oratoria身体结构及攻击附肢的细部分解图。(手绘部份出自参考资 ...

图二:粉碎型虾蛄——大指虾蛄Gonodactylus chiragra身体结构及攻击附肢的细部分解图。(手绘部份出自参考 ...

图二:粉碎型虾蛄——大指虾蛄Gonodactylus chiragra身体结构及攻击附肢的细部分解图。(手绘部份出自参考 ...

图三:穿刺型虾蛄捕食猎物情形手绘图。(出自参考资料5)

图三:穿刺型虾蛄捕食猎物情形手绘图。(出自参考资料5)

图四(a):粉碎型虾蛄独特的威吓行为展示。

图四(a):粉碎型虾蛄独特的威吓行为展示。

图四(b):深湛的展示点清晰可见。

图四(b):深湛的展示点清晰可见。

图五:粉碎型虾蛄展示点颜色的深浅与威吓行为表现次数关系图。(出自参考资料5)

图五:粉碎型虾蛄展示点颜色的深浅与威吓行为表现次数关系图。(出自参考资料5)

上图:大指虾蛄Gonodactylus chiragra.体色较深的个体。

上图:大指虾蛄Gonodactylus chiragra.体色较深的个体。

下图:大指虾蛄Gonodactylus chiragra.体色较浅的个体。(详见本期《谈虾蛄的行为》一文)

下图:大指虾蛄Gonodactylus chiragra.体色较浅的个体。(详见本期《谈虾蛄的行为》一文)
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发表于 2013-10-28 09:39:30 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
本帖最后由 红色幽灵 于 2013-10-28 09:40 编辑

等我回去用电脑给你加精,请问你是研究者吗?
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发表于 2013-10-28 14:34:22 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
研究性的文章
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发表于 2013-11-11 19:28:52 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州
xuexi
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发表于 2013-11-11 20:26:45 | 显示全部楼层 来自: 中国广西南宁
皮皮虾属于哪一种?
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发表于 2013-11-13 11:29:08 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
教科书级别
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 楼主| 发表于 2013-11-13 18:11:54 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
tanff 发表于 2013-11-11 20:26
皮皮虾属于哪一种?

非学术名,在老百姓口中一般指口虾蛄,即“Oratosquilla oratoria”。
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发表于 2014-8-30 18:51:06 | 显示全部楼层 来自: 中国云南昆明
参考资料五能不能给分享下
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 楼主| 发表于 2014-8-30 19:15:26 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
寒武纪 发表于 2014-8-30 18:51
参考资料五能不能给分享下

其实那个参考资料放到现在已经显得过时了,现在的分类已经和几十年前大不一样了。从这篇文章的介绍来看,当时的“指虾蛄科”相当于现在的“指虾蛄总科”,当时的“指虾蛄属”相当于现在的“指虾蛄科”。参考资料五中的一些生物现在已不属于“指虾蛄属”了,有的被分在了“小指虾蛄属”下,有的被分到了“独指虾蛄属”下...
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 楼主| 发表于 2014-8-30 19:25:25 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
本帖最后由 雀尾螳螂虾 于 2014-8-30 19:53 编辑

最后那张配图中的虾蛄个人觉得是史氏指虾蛄,因为从图中来看,那只虾蛄的攻击附肢内侧的展示点是深色的,而大指虾蛄的展示点的颜色恰恰是最浅的——白色。还有就是图一下方那个所谓Oratosquilla oratoria攻击附肢的细部分解图更像是参照“猛虾蛄属”的品种绘制的,因为其前节(掌节)及末节内侧的棘刺数量明显多于Oratosquilla oratoria,而且比例上显得更加细长。此外,“间带螳螂虾”应指“琴虾蛄科”的物种,而本文所标注的“Bathysquilla sp.”意为“深虾蛄属”下某个不确定种,这显然是不对的(作者应是受了台湾某博物馆的误导,那家博物馆在一只琴虾蛄的标本旁边的标签上写了“间带螳螂虾 Bathysquilla sp.”的字样,那显然是不对的, “深虾蛄属”下目前一共只收录了粗刺和小眼两个种,外表都和琴虾蛄很不一样)。
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发表于 2014-8-30 21:52:04 | 显示全部楼层 来自: 中国云南昆明
楼主对我来说很重要啊
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发表于 2014-8-30 21:53:03 | 显示全部楼层 来自: 中国云南昆明
除了哪个资料还有更新的资料可以参考么?
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发表于 2014-8-30 21:54:32 | 显示全部楼层 来自: 中国云南昆明
或者您个人的著作,可以反映穿刺虾姑捕食的文献资料
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 楼主| 发表于 2014-8-30 21:59:04 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
寒武纪 发表于 2014-8-30 21:53
除了哪个资料还有更新的资料可以参考么?


一些常见虾蛄的特征你可以上国外网站上查,有些比较细致的图文资料,只要你知道它们的拉丁学名……
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 楼主| 发表于 2014-8-30 22:07:09 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
本帖最后由 雀尾螳螂虾 于 2014-8-30 22:18 编辑
寒武纪 发表于 2014-8-30 21:54
或者您个人的著作,可以反映穿刺虾姑捕食的文献资料


关于穿刺虾蛄捕食过程的描述,我认为这篇文章已介绍得比较明白了,另外其猎食的图片、视频也可以在互联网上搜到。如果你家里有海缸,去市场上买些常见的虾蛄(例如口虾蛄,南方还有琴虾蛄、猛虾蛄等)和一些小鱼虾放进去就有机会观察到其捕食,捕食过程一般是很短的。
http://player.56.com/v_MTEwNjM5NDYw.swf
http://player.56.com/v_NzIwMjAxMjI.swf
http://player.56.com/v_OTMxOTg1ODY.swf
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 楼主| 发表于 2014-8-31 11:41:43 | 显示全部楼层 来自: 中国山东潍坊
本帖最后由 雀尾螳螂虾 于 2014-8-31 11:59 编辑
寒武纪 发表于 2014-8-30 21:53
除了哪个资料还有更新的资料可以参考么?


“二名法”拉丁名是由属名和种名构成的,当由于分类发生变化导致前面的属名改变而后面的种名不变时,旧用拉丁学名会作为新名字的“基本异名(Basionym)”被记录,所以能够以旧的拉丁学名查询到最新的拉丁学名。例如图五中的那个“Gonodactylus incipiens”(我查到当时所用的完整拉丁名是“Gonodactylus chiragra var. incipiens”,意即大指虾蛄的变种),其目前通用的拉丁学名为“Gonodactylellus incipiens”,也就是说,该物种所在的“属”由原先的“Gonodactylus(指虾蛄属)”变为了“Gonodactylellus(小指虾蛄属)”。
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发表于 2014-11-27 20:37:31 | 显示全部楼层 来自: 中国山东烟台
太专业了 帮顶
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发表于 2014-12-1 16:58:39 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
学习了!
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