树蜂产卵

陈华燕

作为一位昆虫摄影师的好处就是，你总能找到有趣的拍摄对象。首先是，昆虫种类的多样性极其丰富，被描述的种类已超过一百万种，还有更多的种类等待描述。其次，昆虫与昆虫之间的互动更是提供了无数精彩的拍摄素材。最后，即使仅就单一个种，其各种行为就能够让摄影师捕捉不少有趣的瞬间。

前两天傍晚在OSU农场旁的树林里收集马氏网的虫子时，碰巧看到了一只树蜂的产卵整个过程。我既录像又拿着大相机拍摄，忙活了半个多小时，不知道被蚊子咬了多少个包，但有了以下的一系列照片，便宜了那些蚊子也值了。

树蜂隶属于膜翅目Hymenoptera树蜂科Siricidae，是一类蛀干的蜂类，种类并不多，全世界已知约150种。我拍摄的种类学名叫Tremex columba，体长长达5 cm，是膜翅目昆虫中体长最长的种类之一。树蜂的雌蜂腹部似乎有两个“长刺”，看起来有点吓人。但其实树蜂对人并不会造成危险，因为它们本身既不具有毒液，也不蛰人。腹部背面短的“长刺”是末节的一个突起，雌雄都有，但这个突起的功能至今还没有科学的解释。腹部腹面长的“长刺”只有雌蜂才有，是产卵器，非常发达，用于产卵用。树蜂的产卵器发达是可以理解的，因为它们常把卵产在枯死的树干里，此时树已干，变得非常坚硬，产卵器需要足够发达才能钻进木头里。产卵器分为两部分，产卵管和产卵管鞘。产卵管既像钻子又像注射器，不产卵时包裹在产卵管鞘内。产卵管末端具轮齿，可以像钻子一样钻入木头；产卵管的端部还具有开口，用于排卵。产卵管鞘在其产卵时用于支撑产卵管。产卵管在钻刺木头的时候，腹部会左右缓慢摆动，帮助产卵管缓慢钻入木头。根据我的观察，整个产卵过程，从寻找到产卵位置到产卵拔出，历时约27分钟。产完一次卵的刺蜂，先在产过卵的地方转着爬了两圈，在第一个产过卵的位置旁边开始第二次钻刺。由于当时天快黑了，我决定把虫子带回去，便把虫子抓住，在帮它把产卵管从木头里拔出来时，明显能感觉到产卵管末端轮齿的质感。

树蜂的产卵的结构和产卵机制已经启发科学家发明出了一种新型且更安全有效的仿生外科手术探针(Frasson et al 2010)。树蜂的产卵管具有两个相互咬合的瓣膜。每个瓣膜具有倒向的轮齿。当其中一个瓣膜抓住木头以提供阻力时，另一个瓣膜向前推进一小步；然后这个瓣膜抓住木头提供阻力时，第一个瓣膜就又向前推进一小步。就靠这样快速摆动，两个瓣膜轮流提供阻力并向前推进。就靠这样原理，树蜂的产卵可以钻入木头很深，从我拍到照片来看，产卵器可能可以钻入木头达2cm深。这个过程需要的力量是很少的。科学家已经设计出来了与树蜂产卵管工作原理一样的神经外科手术探针。这种探针也有两个具小齿的瓣膜。这种探针能够深深的刺入脑部，但只造成很小的损伤。这样的探针够帮助外科医生在做手术时大大的减小对一些难于到达位置时的切口。

图1. 树蜂Tremex columba寻找产卵位置

图2. 树蜂Tremex columba开始钻刺木头

图3. 树蜂Tremex columba腹部左右摆动，产卵管逐渐钻入木头

图4. 树蜂Tremex columba产卵管差不全部钻入木头

图5. 树蜂Tremex columba产卵管已全部钻入木头，正在产卵

图6. 树蜂Tremex columba开始往外拔出产卵管

图7. 树蜂Tremex columba产卵管已拔出一大半

图8. 树蜂Tremex columba产卵管已差不多完全从木头里拔出

图9. 树蜂Tremex columba开始在第一个产卵点的旁边开始第二次产卵

图10. 不被蚊子咬过的昆虫摄影师不是个好的昆虫学研究工作者

Reference：

Frasson, Luca; Parittotokkaporn, Tassanai; Davies, Brian L.; Rodriguez y Baena, Ferdinando (2010). "Early developments of a novel smart actuator inspired by nature". International Journal of Intelligent Systems Technologies and Applications. 8: 409–422. doi:10.1504/IJISTA.2010.030220.