六足之家分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Hexapodium 中国科学院动物研究所研究员 研究领域:昆虫生理学

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昆虫世界里的博爱者和绝情人 精选

已有 8165 次阅读 2009-3-8 22:24 |个人分类:虫事|系统分类:科普集锦

小小的昆虫看起来很不起眼,但如果您留心观察,将会发现它们不可思议的种类和数量。据估计,昆虫的种占世界整个物种的一半以上,目前经科学描述的种已超过100万,在任一时间存活的昆虫数量达10的19次方。不过,在多数人特别是城里人眼里,昆虫似乎是邪恶的化身,其中印象最坏的莫过于苍蝇、蚊子、跳蚤、蟑螂等种类。有些昆虫确实有害。据估计,取食植物的昆虫要吃掉我们人类粮食的20%;有的昆虫还携带侵害动物和人类的病原, 大约每六个人中就有一个被昆虫传播的疾病感染。然而,绝大多数昆虫是无害的,例如令人厌恶的蟑螂,有害的种类还不到1%。昆虫给我们带来的好处常常被忽略,其实我们从昆虫中获得的东西很多,如蜂蜜、蚕丝、蜡、油,以及天然药物和染料等等;在许多国家,蟋蟀、蝗虫、蛴螬等昆虫被当作饭桌上的佳肴;昆虫也是科学家研究的重要对象,可帮助我们了解动物遗传学、生理学和行为学;很多昆虫种类还是重要的植物传粉者,如果没有它们,很多植物则早已灭绝,人类由此而丧失的食物来源那将不可想象。
 
螳螂和蜜蜂是两种常见的益虫,不过建议您在休闲的时候,不妨在下文的引导下,对它们做一仔细的观察,也许会有不少新的发现。
 
一、 孤独凶残的祈祷者
 
螳螂同其它昆虫一样,体分头、胸、腹三段,胸上长有两对翅和三对足。螳螂的英文名叫praying mantis, 有祈祷之意,这是因为它们在停息时常常将前足双双举起,就象双手合于胸前的祈祷者。螳螂多数在白昼活动,出现在绿叶和花丛里,捕食田间很多种害虫,是捕猎的能手,因此它是我们人类的朋友。螳螂以捕食为生,在体形结构上有独特的适应:头部呈三角形,复眼发达、前视;前胸很长,有一对特化的用来捕捉猎物的前足。螳螂有一个本领,那就是它不用挪动身体就能转动头部看到身后,头部移动非常灵活,这在昆虫中也是少有的。前视发达的复眼有非常敏锐的视力,能精确地测算它与猎物的距离。螳螂的前足很发达,形似折刀,靠近身体的腿节在腹面有槽,与腿节相连的径节可折嵌于腿节的槽内,腿节和径节上还长有锋利的刺。一旦猎物出现,捕猎过程只需不到0.1秒的时间,它先伸出径节,然后是腿节,最后用径节包拢猎物。我国武术界久负盛名的“螳螂拳”,其招式便模仿了螳螂捕捉猎物时的姿势。
 
螳螂还有惟妙惟肖的多种伪装,有的呈粉红色,停留于花丛中象花瓣一样;有的呈绿色,翅上还有叶脉似的条纹,隐蔽于绿叶内;有的呈褐色,在静息时极象枯叶,使得猎物和捕食者很难发现。螳螂还有一些防身术,如有的在胸部下面有超音接收器,用来躲避蝙蝠的袭击;有的在前足内侧有艳斑,当捕食者逼近时,艳斑一闪,吓得对方拔腿逃窜;有的被捕捉后,它宁愿牺牲一条或多条足以保全性命,不过用于捕食的前足则少不得,一旦失去很快就会被饿死。 螳螂产的卵块包于纸状或泡沫状的卵鞘中, 卵鞘固定在嫩枝或其它物体的表面。有的种类的雌性还会看护它的后代,防护幼小不受捕食者袭击。
 
螳螂有一个不良的习性,就是个体之间互相残杀,因而它们在大部分时间都在过独居生活。自相残杀不仅出现在幼小之间,连雌雄交配时也会发生少有的“妻食夫”现象,瘦小的雄螳螂的脑袋往往会被粗大的雌螳螂吃掉。那么,自私的雌螳螂为什么要这样做呢?除了可美餐一顿外,有人认为她吃掉雄性的头部,可解除脑对雄性生殖器的神经抑制,从而使得交配更为充分。不过无论如何,吃掉雄性就意味着失去了雄性与其她雌性交配、产生更多后代的机会,这对种的繁衍是不利的。因此,雄螳螂也演化了一些行为方式,以减免在交配时遇害,比如他总是小心翼翼地从背后接近对方,一旦靠近就跳到配偶身上,使雌性的前足无法够着,交配结束后便仓慌逃走。这对于瘦小的雄螳螂来说,着实是难能可贵的。
 
二、 分工协作的大家庭
 
能给我们酿蜜的蜜蜂是一种社会性的昆虫,它们常以成百万个体群聚而生,在群体利益的驱使下,共同喂养后代,彼此分工劳作。蜜蜂社会由三种类型的个体即蜂王、雄峰、工蜂组成。以意大利蜜蜂为例,在每个健全的蜂群内,蜂王一般只有一只,它体大翅短,是蜂房中唯一的有生殖功能的雌性,其主要工作是产子,一天产的卵可多达1000粒;腹部长有蛰刺,用于对付潜在的竞争者。雄蜂则没有蜂王那么大,在一个蜂房内大约有200到300只,它们专司交配,没有蛰刺,不参加任何劳动。蜂房中的绝大多数是我们常见到的工蜂,可达30,000只,它们均为不育的雌性,是蜂群中最勤劳的阶层,负责筑巢、群体防卫、采集食物、加工花粉和蜂蜜、喂养和照料幼虫等,具体工种因其羽化后的龄期和生理状态而定,如在羽化后4天内,担任清洁蜂房;4-8天内用蜂房内储备的蜂粮喂育较大的幼虫;8-12天用头部的咽腺分泌王浆喂育较小的幼虫;12-18天用腹部蜡腺分泌的蜡筑巢;最后担任寻找、处理花蜜和花粉、守卫蜂房等项工作。蜜蜂的蜂房由垂直的蜡质蜂巢构成,蜂巢由六边形的小室组成,用来饲育幼虫和储存蜂蜜。那么蜂王、雄峰、工蜂是怎样产生的呢?交配后的蜂王能决定其后代的性别,如果喜欢要雄蜂,控制精子不使卵受精,未受精的卵孵化成雄蜂;而受精的卵孵化为雌蜂。雌蜂的整个幼虫期若用一种特别的食物--蜂王浆哺育,就会发育成蜂王,否则就发育成工蜂。蜂王浆由激素、脂肪酸、维生素、乙酰胆碱、核酸等成分组成,可促使幼虫快速生长和体形变化。
 
蜂王是整个蜂房内秩序的维护者,它能产生一种化学物质抑制工蜂生殖系统的发育。这种物质通过蜂王不断地与工蜂接触,以及工蜂间的食物交换而传遍整个蜂房。当蜜蜂群体变得越来越大,由于蜂王产生的这种物质不足以有效地抑制所有工蜂的性发育时,新的蜂王就会出现。工蜂则采取另一种有效方式—蛰刺并分泌毒液,攻击外来者以保护群体。
 
蜜蜂用“舞蹈语言”相互传递采食的信息。1919年奥地利的动物学家Karl von Frisch首次发现意大利蜜蜂的工蜂跳“回旋舞”和“摇尾舞”传递食物信息的秘密;1944年发现两种舞分别表示食物源距离的近远。当一只工蜂在离巢不远的地方发现丰富食物,飞回蜂巢后会在巢脾上转起圈来,一次向左一次往右,反复多次,这种行为称为“回旋舞”;附近的其它工蜂随之兴奋附和,并用触角紧靠舞者的腹部,同时舞者由腹部散发出花粉的香味并吐出食物给随舞者;不久,这些随舞者就依次自行飞往采食地点。当在离巢较远的地方发现食物源时,工蜂用所谓的“摇尾舞”传递食物信息,它在巢脾上首先直线爬行一段距离,同时腹部迅速地左右摇摆,胸部也发出声音,然后向左转动360o,仍沿原直线爬行,接着向右转动360o,然后再沿原直线爬行,轨迹近8字形,这种行为重复多次。“摇尾舞”中直线的轨迹指示飞行的方向,直线与重力的夹角相当于由蜂房向采食地点与向太阳的夹角;环形轨迹上蜂舞的圈数和直线轨迹上蜂尾摆动的次数表示距采食地点的距离。1949年Karl von Frisch又发现蜜蜂能感受偏振光,就是说即使在乌云遮日的情况下,蜜蜂仍能辨别太阳的位置确定方位。这位奥地利人于1973年被授予诺贝尔奖,以表彰他在蜜蜂行为学研究中取得的杰出成就。
 
昆虫的生活方式形形色色,多种多样。上面只是介绍了昆虫的两个极端分子,一个有强烈的独居本能,只在交尾时才聚合到一起,当两两相遇时总是杀气腾腾,争个你死我活;而另一个则有真正的社会性本能,它们群聚而生,分工劳作,相依为命。小昆虫的大世界里,还有许许多多鲜为人知的事情,您还想了解吗?请您到大自然里去吧!
 
(此文稍做修改曾以“与昆虫共舞”为题发表于2000年«知识就是力量» 7:12-13.)
                                                         
螳螂到我家做客






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