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昆虫独有的10种生存技能

2016-05-13 浏览: 589 评论:0

摘要: 你无法灭绝所有昆虫,更别指望能遏制住他们。 昆虫的足迹遍布世界上各个角落,它们在自己的一方小天地里传播花粉、清理废物,忙的不亦乐乎。或许你听过蜂箱倒塌的嗡嗡声,但我们并不害怕,因为我们喜爱蜂蜜(好吧,不仅仅是因为喜爱)。我们担心的是蜂群衰竭失调会对全球农业造成...

你无法灭绝所有昆虫,更别指望能遏制住他们。

昆虫的足迹遍布世界上各个角落,它们在自己的一方小天地里传播花粉、清理废物,忙的不亦乐乎。或许你听过蜂箱倒塌的嗡嗡声,但我们并不害怕,因为我们喜爱蜂蜜(好吧,不仅仅是因为喜爱)。我们担心的是蜂群衰竭失调会对全球农业造成威胁。

幸好,昆虫作为一个群体,是天生的求生者。以蟑螂为例,实验证明,哪怕经受了一个月能真正意义上让他们掉脑袋的广岛级辐射,它们也能生存下来。当人类利用糖诱消灭了小范围的德国小蠊集后,在短短的几代里,它们的大脑中就产生了一种对葡萄糖天然的厌恶之情。

而蟑螂在众多拥有生存诀窍的无脊椎动物中只算得上是沧海一粟。从地球出现陆地生物起,昆虫就成为了自然界中最伟大的探险家和殖民者。它们是适应力强、能灵活应变的拓荒者,已经进化到几乎存在于每一个陆地生态位,更别提他们庞大的数量了。

下面为你介绍昆虫独有的10种生存技能。

10.多样性之城

昆虫独有的10种生存技能

要想生存,就要学会灵活。凡可以吃的都不要放过,同时调节你的身体周期以适应当地环境,不要把所有的卵产在同一个地方。无论是在遗传适应性还是表型可塑性——能够调节基因以产生适应不同环境的生理特性上,昆虫都是灵活性的大师。

昆虫在已知动物种类中占73%,陆地动物种类中占85%。目前,我们发现并且命名了90万种,分成32目。专家估计实际种类远不止这些,应在 2000~3000万范围内,估计较大部分来源于南美洲的森林。

它们分布广泛的这种生理社会特征,以及出色的适应性使昆虫分布在几乎每一个生态层。这也是为什么昆虫能在大灭绝中幸免于难的原因之一。但即使像昆虫那么灵活的生物也需要大量的时间才能拥有这么多奇妙的构造。

9. 亿万年的进化史

昆虫独有的10种生存技能

今天,推动昆虫多样性的因素与过去无异。这些因素包括基因突变、自然选择、迁徙、隔离、基因变异、某些后代的发展趋势,它们的基因自带的与适宜性无关的随机选择力量。然而,产生新的分支,或者物种群体,如蜜蜂或甲虫,需要更长的进化时间。

最早的昆虫至少出现在450-500万年前。他们的祖先从甲壳动物进化过来,我们所知道的最早昆虫形态和现代的银鱼(Lepisma saccharina,也称衣鱼)类似。之后在100-150万年出现蝗虫和蟑螂。苍蝇、黄蜂和甲虫等昆虫种类则出现在200万年前。

每一种生物的进化都需要大量的时间。数世纪以来,主群生物衍生出了适应众多陆地和淡水环境的分支。这个过程不仅得益于时间,还得感谢许多生物的高繁殖率和高存活率。

8. 保证幼虫数量的增长,也就保证了群体的数量

昆虫独有的10种生存技能

就数量而言,我们人类最好还是别妄想能掌控地球。因为对于我们人类这样有内骨骼(译者注:内骨骼是指被肌肉皮肤鳞片或毛发包裹在身体内部的脊椎动物的主要骨骼)的两足动物来说,7亿的总数就算是一个大数据了,而现存昆虫却有近1019(10,000,000,000,000,000,000)只,这还只是小数据。相较而言,美国人口只有约3.2亿人。一些土壤研究发现,每一英亩土壤里都生存有大量昆虫,数量对比可想而知。

对 于具有高死亡率的昆虫而言,繁殖便意味着生存。大量的繁殖导致昆虫数量庞大,还会带来一些意料之外的进化和演变,种群内部也会有新的发展和前景。同时因为 数量众多,无论我们向它们喷洒多少杀虫剂,它们都能继续繁衍。其中,某一些健康的昆虫还会产生一些随机的性质良好的基因突变,而数量越多,基因进化的机率 就越大。

此外,因为高死亡率带来的总数压力,它们会采取散乱分 布的策略。地理上的隔离分布得越多,基因流传的范围越窄,越有助于产生新物种。而在存活下来的物种群体中,数量众多能够稳定地减少基因漂变带来的影响(译 者注:基因漂变,指由于偶然发生的变动而造成下一代的基因频率不同于这一代的现象。而这种漂变与群体大小有关,群体越小,漂变速度越快,而大群体漂变则 慢,可随机达到遗传平衡)。当然,在群体内部,它们也存在着激烈的竞争,一些昆虫会使用少量的社会工程学(注:社会工程学就是使对方顺从你的意愿、满足你 的欲望的一门艺术与学问)来应对这一问题。

7. 保卫社会安全

昆虫独有的10种生存技能

从进化角度来讲,昆虫是开发社会结构的先驱者。现在,2%的已知物种具有这一特征,其数量占地球上昆虫总量的80%。此外,总的来说,它们所带来的生态冲击远远大于其它的任何动物。例如,南美洲地区的切叶蚁(leafcutterants),它们所吃下的植物比该片大陆上所有以植物为食的哺乳动物所吃掉的植物还多。

真正社会型或者群居型的物种有4大关键特征:成员共享一个巢穴;共同养育幼虫;不育昆虫(或者是少产昆虫)和多产昆虫之间分工合作;世代比邻而居。虽然许多昆虫种类都会具有其中1个、2个甚至是3个特征,但只有少数全部具备。其中包括所有的白蚁类,所有的蚂蚁类,600种蜜蜂(蜜蜂科),以及700种胡蜂(胡蜂科)。

当然,社会结构本身就存在着风险。比如感染性疾病和专化寄生菌,昆虫成员之间相互进行资源的争夺,这些可能会造成更大的破坏。但是这些大批的昆虫同时也是专业强劲的建筑者、食物搜集和保卫者,如此权衡来看,这庞大的社会群体为其生存之地所做出的的回馈再清晰不过了。

6.节肢动物将肢体进化为口器

昆虫独有的10种生存技能

连接的肢体定义了昆虫的门类,称为节肢动物(来源于希腊语arthros和poda)。但在昆虫体内,这些肢体不仅仅是四肢。他们是从触角到口器(译注:即嘴部器官)一切器官的基础。

昆 虫更像是从一个以大量相似的腿为轴承的动物进化而来,就像一只简化的蜈蚣。随着时间的推移,这些部位的融合形成了我们所熟悉的现代昆虫的头部、腹部和胸 部,而连接它们的部分则从感受外界刺激变成了向外界发出刺激的器官。比如说,一只昆虫的头部由六个原始段组成,其中部分腿会进化为成为触角和特殊的口器。

这确实十分特殊。如果你认为虾钳算得上是特殊的器具,那你一定没见识过口器切割食物边缘,尤其是那种吸血生物和花蜜捕食者特有的刺吸式口器或嚼吸式口器。

5.同生共死

昆虫独有的10种生存技能

一 种孤注一掷的生存方法就是与其他生物形成共生关系,将自己的命运和其他生物紧密相联,要么同生,要么共死。在自然界,这种共生关系或许存在一定的风险,但 是也会为昆虫和它们的后代提供安全的食物和住所。共生有很多种形式,最极端的形式便是共同进化,物种会因彼此的进化而相互影响。

昆 虫和植物在共同进化和共生方面并不存在绝对的优势,但是遗传研究表明,它们从一开始就保持了共同进化的关系。这种漫长的历史使这两种生物的关系好比手跟手 套。金合欢蚂蚁生活在金合欢的棘刺中,保护它们免收食草动物的伤害,与此同时,金合欢的树叶也为蚂蚁提供了食物来源。再比如,丝兰花的形状只可以让丝兰蛾 对其进行授粉,授粉之后,雌性丝兰蛾就会在花内产卵,孵化成幼虫后,幼虫会吃掉一部分种子,但却仍然留有足够的种子让啮齿动物对其进行扩散和传播。

4. 该“变态”时就“变态”

昆虫独有的10种生存技能

成长期身体巨变,这听起来就很麻烦,毕竟很多人连自己的青春叛逆期都应付不了。但是,这样的巨大变化最终也会带来相应的好处。

伴随着昆虫成年,大部分昆虫的身体、生理结构以及习性都会发生很大变化。较原始的虫类会经历局部“变态”的阶段,在这一阶段它们的一小部分身体器官(如性器官)会日渐成熟。这种原始虫类幼虫时期的形态与成虫时期只会略有不同。

而高级虫类则相反,它们会经历完全蜕变,最终在某一阶段变成另一种动物。在幼虫时期,高级虫类通过大量进食来增加重量。之后,它们进入失活蜕变阶段,变成了蛹,最后彻底变为成虫,并化茧成蝶,繁衍后代。

彻底蜕变意味着幼虫会面临不同的捕食者,而且不用与其他成虫争夺食物。这是加大存活率的有效方法。也许这能解释为什么虽然只有28分之9的昆虫经历完全蜕变,但这一类昆虫成虫后却能在整个昆虫界中占到86%的比重。

3. 当虫子长出了翅膀

昆虫独有的10种生存技能

虫子长出翅膀的时候大抵是植物开始选择向上生长的时候,比第一只爬行动物开始进化出飞行技能还要早1亿年。与这些会飞的爬行动物最为近似的现代物种是蜉蝣和蜻蜓,但是远古蜉蝣的翅膀完全展开可达24到28英寸(约60到70厘米)长,是不是很吓人?

飞行技能帮助昆虫们拓宽生活范围、迁徙、躲避天敌以及捕捉到空中的猎物。一些灵活的昆虫拥有可以折叠的翅膀,以便钻进狭窄的空间,比如巢穴或者管道。

无脊椎动物中只有昆虫能飞。同样地,它们也是唯一一种没有因为长出翅膀而四肢全部退化的物种。虫子可以飞得迅速且敏捷,也能搬运重物,它们还自带奇特的“飞行装置”,这些都燃起了物理学家和航空工程师不断研究昆虫的欲望。

昆虫在飞行时耗费的能量与鸟儿和蝙蝠一样(按每一振翅耗费的卡路里计算),但是昆虫更懂得如何将能量转化成力量。昆虫之所以能够轻松高效地存储和释放能量,这要多亏了它们的外部骨骼构造(甲壳),如此它们的身体才会如此柔软灵活。

2. 甲壳:胶黏组织的保护壳

昆虫独有的10种生存技能

昆虫没有骨头,它们的身体都是由外面那一层骨架支撑着的。这种外部骨骼(甲壳)主要由甲壳素组成,由甲壳素构成的物质可以既柔又韧。甲壳不仅能保护昆虫不受伤害、免于干死,也能让昆虫在上面长出感官,比如呼吸孔,还可以像人类的骨架一样将各部位肌肉相连。

昆虫搬重物的能力和灵活性同样也得益于甲壳。昆虫的肌肉长在甲壳内,不像其他动物因为肌肉在骨骼外侧,所以需要借助内部骨骼用力带动肌肉,这也就解释了为什 么很多昆虫能够搬起比自身重量重几倍的东西了。昆虫身体的灵活性则得益于关节处的软骨组织,可以让它们在逃跑、寻找食物和躲藏时钻进狭小的空间。

像所有为了生存而进化出来的特征一样,甲壳同样也有缺陷。昆虫不断长大的同时,壳的大小却是不变的,这就意味着它们在必要时必须蜕壳。从蜕壳后到新壳长出的阶段,昆虫都处于危险的状态。甲壳同样也限制了昆虫的体型,但这样也好,毕竟虫子体型小才活得长,不是吗?

1. 虫子的小小世界

昆虫独有的10种生存技能

昆虫拓宽了“小”的界限,理论上说,甲壳类动物最大能长到4到5盎司(125-150克)重。现存最大的昆虫是新西兰巨沙螽(英文WETA,毛利语wētāpunga),重达62.5-75克,比家鼠和麻雀还要重。

在小体型界,昆虫可谓是微型奇迹。莎翁在《哈姆雷特》中就形象地比喻道:“即使被关在果壳之中,我仍是无限宇宙之王。(I could be bounded in a nutshell, and count myself a king ofinfinite space.)” 有些蚂蚁甚至能在一个橡子中建造一个完整的国家。最小的昆虫是哥斯达黎加黄蜂,只有0.00055英寸(0.139毫米),比单细胞原生动物草履虫还小。大部分昆虫体型为0.1到1.0英寸(2-20毫米)。

体型小好处也多多。昆虫只需要最少量的水和食物就能生存,还能在各种情况下找到地方躲避天敌,而且哪都能躲。对它们来说,鹅卵石可是巨石,而一个小裂缝就是天堑了。你可能会说,在昆虫眼里它们自己超级小,而世界实在是超级超级大啊!

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