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夏日里的蝉 精选

已有 5855 次阅读 2022-8-22 16:47 |个人分类:科普随笔|系统分类:科普集锦

夏日里的蝉

王德华

 

蝉在分类学上属于节肢动物门、昆虫纲、同翅目、蝉总科。蝉的一生经历卵、若虫和成虫3个虫态,不经过蛹的阶段,属于不完全变态中的渐变态类型。成年蝉的体型在昆虫中属于中型或大型。蝉大多分布在热带,栖息在沙漠、草原和森林等生境中。全世界的蝉已知现存的种类约 3000 种,中国约有200多种。

成年蝉以刺吸式口器刺吸寄主幼嫩枝条中的营养汁液为生。蝉有三对腿,成虫复眼突出,有三个单眼。不同种类的蝉,形状相似而颜色各异。蝉的寿命因地区和种类的不同而不同。中国蝉的寿命一般3-7年,多数5年,也有少数8-9年。美国南部和中部地区有13年蝉,美国北部地区有17年蝉。蝉的大多数时间在地下生活,成年蝉地上的寿命一般30天左右,最长也只有60-70天。为什么蝉会具有在地下漫长隐秘的生命周期呢?有学者认为是为了避免天敌的侵害,能够安全地进行种族延续,也有学者认为幼虫在地下经过几年缓慢的生长,作为一个能量的储存体,最后能够用以挖洞、爬出地面和攀援上树。

蝉在不同的行为情境中可以发出不同特性的鸣声。蝉的不同特性的鸣声可根据其通讯功能分为呼唤声、求偶声、警告声和惊鸣声等,如呼唤声主要用于吸引同种的雌性个体,可使雌、雄个体聚集并进行交配。蝉还有一个明显的特性是群鸣。关于蝉群鸣的原因,有的学者认为群鸣可能是同种的雄性个体之间的一种合作行为,可有助于吸引同种的雌性个体与雄性个体聚集,从而提高繁殖过程中的求偶和交配效率。在寄主植物呈斑块状分布的生境中,当一些个体找到寄主资源后,通过群鸣可以吸引其他个体前来聚集。蝉的群鸣还能干扰天敌根据蝉的鸣声进行觅食定位,有助于避免被捕食。还有学者认为,蝉的群鸣是因为蝉个体之间相互竞争而衍生的一种现象,因为雌蝉通常选择群鸣中最先发出鸣声的雄性个体进行交配,这可能造成雄蝉之间竞相发出鸣声,从而形成多米诺效应。蝉的求偶声可与呼唤声可一起发挥作用,且两种声音信号的发出具有时序性。在求偶和交配过程中,雄蝉首先会发出呼唤声吸引雌蝉,当发现雌蝉或获得雌蝉的回应后,再转而发出求偶声。

有学者对我国大部地区都有分布的金蝉进行过较细致的观察,若虫在土壤内经过若干次蜕皮后羽化为成虫。金蝉的生活史一般要5-6年才能完成从卵到老熟若虫破土羽化成蝉。成年雌蝉的寿命约30-40天,经7-8天后交尾产卵,雌雄均可以多次交尾,经2次交尾后便于寄主枝条上产卵。当气温在24℃以上,且在一定光照强度下,成年雄蝉就开始鸣叫,但当气温降到24℃以下时,就停止鸣叫。金蝉具有一边刺吸汁液、一边鸣叫的能力。在盛夏当体温过热时,蝉会从其背板排出多余的水分,进而达到冷却散热效果。

初羽化的成虫的身体和翅较软且有皱缩,经过1-2小时后,体色渐深、身体渐硬且逐渐伸展平。如果羽化过程中受到外界干扰,其翅则无法正常展开飞行。蝉在羽化的时候,必须以与地面垂直的姿势面对树身牢牢挂在树上,这样就可以保证翅膀的发育不会畸形。

我国学者对蝉的分类有很多研究,对于蝉的行为学、生理学等研究较少。有学者对蝉的鸣声机理有研究,蝉的发声机制在仿生学中具有重要意义。

(说明:本文将发表在《科学画报》上。)




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