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生命的舞者
——蜻蜓

2020-12-03 06:07金鈴兒
奧秘(創(chuàng)新大賽) 2020年12期
關(guān)鍵詞:偏振光交配雌性

●金鈴兒 編

蜻蜓是眾所周知的昆蟲(chóng),但也是被大多數(shù)人忽略的一種多彩昆蟲(chóng)。炎熱的氣候下,色彩不同、大小不一的蜻蜓,在太陽(yáng)光里或飛旋于池塘水面上方,或停落在枝頭上扇動(dòng)著翅膀,仿佛跳著形態(tài)各異的舞姿。

美麗的小精靈——蜻蜓

說(shuō)起蜻蜓,大家應(yīng)該都不陌生,在夏季的水面之上,幾乎都能看到在空中翩翩飛舞的夏天小精靈——蜻蜓。

蜻蜓是食肉性的昆蟲(chóng),也同樣是益蟲(chóng),蒼蠅、蚊子、葉蟬、虻蠓類(lèi)和小型蝶蛾類(lèi)等多種農(nóng)林牧業(yè)害蟲(chóng)都是蜻蜓食譜上的美食。

不 僅 如此, 蜻蜓還是著名的“水質(zhì)檢測(cè)員”,蜻蜓只能夠生存在水質(zhì)較好的環(huán)境中,要是水質(zhì)不夠好,對(duì)于蜻蜓來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是滅頂般的威脅,因?yàn)轵唑训挠紫x(chóng)必須在水中生存六個(gè)月的時(shí)間才能夠蛻變至在空中飛翔,如果水質(zhì)不好,蜻蜓的幼蟲(chóng)在水中難以生活,自然在此地也就看不到蜻蜓的身影了。

蜻蜓有著碩大的復(fù)眼,敏銳的視力,優(yōu)秀的捕獵能力,主要吃空中飛舞的蚊子,因此也被稱(chēng)為“蚊鷹”。

其實(shí),在生物分類(lèi)學(xué)中,蜻蜓是“蜻蜓目”的統(tǒng)稱(chēng),根據(jù)生活習(xí)性和形態(tài)特征不同,還分為束翅亞目、間翅亞目、差翅亞目。已知的蜻蜓約有3012種,隸屬于11科348屬。我們生活中常見(jiàn)的蜻蜓,多數(shù)都是差翅亞目下的蜻科和蜓科。也就是說(shuō),“蜻”和“蜓”實(shí)際上是不同的。

蜻蜓的祖先最初出現(xiàn)于泥盆紀(jì)。大約到了3億年前石炭紀(jì)時(shí)期,大氣含氧量比現(xiàn)在還要高,蜻蜓開(kāi)始變得巨大,巨脈蜻蜓翼展達(dá)75厘米。大約經(jīng)過(guò)5000萬(wàn)年,從二疊紀(jì)中期到晚期,大氣含氧量減少,蜻蜓的身體開(kāi)始縮小,就這樣度過(guò)幾億年甚至逃過(guò)了大滅絕。

蜻蜓目屬于不完全變態(tài)的水生昆蟲(chóng),廣泛分布于世界各地,熱帶和亞熱帶地區(qū)種類(lèi)最多。在昆蟲(chóng)綱中容易被辨識(shí),頭部、胸部和腹部分節(jié)明顯。具有碩大的復(fù)眼,短小的觸角,細(xì)長(zhǎng)的腹部和狹長(zhǎng)的翅,翅脈密集并在前緣脈中央具翅結(jié)。由稚蟲(chóng)蛻變至成蟲(chóng)的階段中,不需經(jīng)歷結(jié)蛹的過(guò)程。它們一生只經(jīng)歷三個(gè)階段:卵、稚蟲(chóng)及成蟲(chóng)。蜻蜓稚蟲(chóng)是水生的,但部分晏蜓稚蟲(chóng)能在無(wú)水的環(huán)境存活一段時(shí)間,而成蟲(chóng)則是具飛行能力的陸生昆蟲(chóng)。

蜻蜓主要分為差翅亞目和束翅亞目。差翅亞目是指一群體型較大且粗壯、停歇時(shí)翅向體側(cè)展開(kāi)的種類(lèi),前后翅的形狀不同,面部顯著,額隆起。雄性腹部末端具有1對(duì)上肛附器和1個(gè)下肛附器。主要依靠直腸鰓進(jìn)行呼吸。我們常說(shuō)的蜻蜓一般屬于差翅亞目。

束翅亞目是指一類(lèi)體型相對(duì)較小且纖細(xì)的種類(lèi),停歇時(shí)翅合攏豎立于胸部背面。面部不明顯,未顯著隆起,前后翅的形狀基本相同。雄性腹部末端具有1對(duì)上肛附器和1對(duì)下肛附器。主要依靠尾鰓進(jìn)行呼吸。我們通常把束翅亞目稱(chēng)為豆娘。

除了上述兩個(gè)亞目,還有間翅亞目,其體態(tài)集合了差翅亞目和束翅亞目的特征。前后翅形狀相似,似豆娘,但身體粗壯似蜻蜓。目前本亞目?jī)H包含1科1屬,全球已知4種,其中2種的身份存疑。該亞目被認(rèn)為是古代蜻蜓現(xiàn)存的唯一后裔。

兇猛的水生昆蟲(chóng)——蜻蜓幼蟲(chóng)

蜻蜓幼蟲(chóng)顧名思義就是蜻蜓繁殖過(guò)程中的幼蟲(chóng),稱(chēng)水蠆,是對(duì)昆蟲(chóng)綱蜻蜓目昆蟲(chóng)稚蟲(chóng)的一種統(tǒng)稱(chēng)。蜻蜓在繁殖季節(jié)會(huì)在水中產(chǎn)卵之后孵出幼蟲(chóng),蟲(chóng)子的大小因蜻蜓的品種不同而不同。體色一般是暗褐色或暗綠色,外形與其成蟲(chóng)類(lèi)似,區(qū)別是無(wú)翅、沒(méi)有性成熟。潛伏在溪池泥底或殘枝敗葉下,肉食性,性情兇猛,喜歡捕食小型水生昆蟲(chóng)及它們的幼蟲(chóng),大型的水蠆甚至可以捕食小魚(yú)和蝌蚪。水蠆依種類(lèi)不同而有不同長(zhǎng)短的生長(zhǎng)期,最短的可能一個(gè)月就羽化為成蟲(chóng)了,普通種類(lèi)約1-3年,最長(zhǎng)的則要7-8年才能完全成熟。到達(dá)終齡時(shí),它們會(huì)選擇在夜色降臨后爬到水邊的樹(shù)枝、水草上進(jìn)行羽化——褪去外殼,變成真正的蜻蜓。期間約需經(jīng)過(guò)8-14次不等的脫皮,羽化的過(guò)程是最令人激動(dòng)的,剛褪出時(shí)顏色淺淺的,翅膀軟軟的,然后慢慢變硬、展開(kāi)翅膀、顏色慢慢變深。

無(wú)論哪個(gè)亞目的蜻蜓幼蟲(chóng)都是肉食性,都有一個(gè)適于捕食的特化下唇,離獵物足夠近的時(shí)候,幼蟲(chóng)會(huì)快速伸出其下唇,并張開(kāi)下唇須葉將獵物包裹起來(lái),再把下唇縮回原來(lái)的位置,將獵物送回口腔中。它們通常會(huì)捕食各種小型無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物,甚至?xí)稓⑼?lèi)。

浪漫而殘暴的“愛(ài)心”交配

夏天經(jīng)常能夠在水面上看到傳說(shuō)中的“蜻蜓點(diǎn)水”,蜻蜓點(diǎn)水并不是蜻蜓覺(jué)得好玩,也不是蜻蜓口渴想要喝水了,而是蜻蜓在產(chǎn)卵,在交配之后雌性蜻蜓就會(huì)將卵產(chǎn)在水岸邊的植物上,或者是將卵產(chǎn)在水中;當(dāng)然也有像轟炸機(jī)投彈一般,直接在水面上方產(chǎn)卵使之猶如炸彈一般掉落水中。

許多人都不知道蜻蜓是怎么交配的,其實(shí)蜻蜓的交配姿勢(shì)挺浪漫的,雌性蜻蜓與雄性蜻蜓會(huì)首尾呼應(yīng)擺出一個(gè)愛(ài)心的姿勢(shì)。雖然交配的姿勢(shì)十分浪漫,但是交配過(guò)程就比較殘暴了。

通常只有雄性蜻蜓中最厲害的“飛行員”才能獲得與雌性交配的權(quán)力,蜻蜓的飛行速度可達(dá)10米/秒,幾乎剛好是人類(lèi)奔跑速度的極限。

每只雄性蜻蜓都在腹部末端和足部后面有著兩套生殖器官,這也是蜻蜓交配的必備設(shè)施,在昆蟲(chóng)界算是獨(dú)一無(wú)二的存在。在交配之前,雄性蜻蜓都要做好自己的準(zhǔn)備措施——“自我傳精”。當(dāng)雄性蜻蜓做好準(zhǔn)備之后,它就會(huì)開(kāi)始尋找合適的雌性蜻蜓,然后用它的尾部抓住雌性蜻蜓的頸部,仿佛數(shù)據(jù)傳輸一般。要是雌性蜻蜓欣然接受了雄性蜻蜓的“數(shù)據(jù)連接”,它就會(huì)將自己腹部卷起,尾部翹起,接近雄性蜻蜓,形成“愛(ài)心”的交尾姿勢(shì)。

至于為什么要選擇“愛(ài)心”這樣的交配姿勢(shì),科學(xué)家得出了一種解釋。蜻蜓是一種食肉性的昆蟲(chóng),在昆蟲(chóng)界,許多的食肉性昆蟲(chóng)都有著吃食配偶的習(xí)性,如蜘蛛、螳螂。雄性蜻蜓為了保護(hù)自己的安全,只能使用尾巴緊緊抓著雌性的頸部,這樣才能夠“距離產(chǎn)生美”。

雖然看似很浪漫,其實(shí)蜻蜓的交配卻很殘忍。

為了牢牢地抓住雌性,雄性蜻蜓尾部甚至?xí)唐拼菩则唑训哪X部,基本經(jīng)歷完交配的雌性蜻蜓都是傷痕累累。

心大一點(diǎn)的雄性蜻蜓在交配結(jié)束之后就會(huì)飛走,留下雌性蜻蜓獨(dú)自產(chǎn)卵。雄性蜻蜓在交配之后以為完成任務(wù)了飛走,卻給了其他雄性蜻蜓可趁之機(jī),它們會(huì)抓住雌性蜻蜓強(qiáng)迫交配。為了保證自己的基因能夠流傳下去,后來(lái)的雄性蜻蜓會(huì)使用身體部位將之前的雄性蜻蜓精子挖出,再留下自己的精子。有心眼的蜻蜓絕對(duì)不會(huì)給予其它的雄性蜻蜓可趁之機(jī),它會(huì)牢牢地抓住雌性蜻蜓,這樣的姿勢(shì)會(huì)持續(xù)至雌性蜻蜓產(chǎn)下卵為止。這樣的行為能夠守護(hù)雌性蜻蜓免受其他雄性蜻蜓的騷擾,也能保護(hù)雌性蜻蜓安心的產(chǎn)卵。

雄性蜻蜓為了繁衍后代對(duì)待雌性蜻蜓極為殘忍,許多的雌性蜻蜓在交配期之后身上都會(huì)留下許多個(gè)孔洞,甚至一些蜻蜓還會(huì)被淹死。當(dāng)然雌性蜻蜓也不會(huì)坐以待斃,它也有自己的小機(jī)智。在第一次交配之后,雌性蜻蜓一旦遇到其他雄蜻蜓的性騷擾且無(wú)法甩掉其跟隨時(shí),就會(huì)裝死——在空中突然停止飛行,落到地面上裝死,雄性蜻蜓看到這場(chǎng)面會(huì)瞬間失去興趣,從而去尋找新的目標(biāo),雌性蜻蜓也能夠由此逃過(guò)一劫。

曾經(jīng)的“巨無(wú)霸”

相信大家小時(shí)候都有這樣的經(jīng)歷,在夏天傍晚的水塘邊用網(wǎng)兜抓無(wú)數(shù)只蜻蜓。找到腹節(jié)處,接著拴上一根細(xì)線讓它只能在原地打轉(zhuǎn),然后可以不亦樂(lè)乎地拎著玩一個(gè)晚上,享受著馴服的快樂(lè)。

然而你們有沒(méi)有想過(guò)倘若有一天,昆蟲(chóng)變得跟人差不多一樣大,對(duì)于患有“昆蟲(chóng)恐懼癥”的人來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是一場(chǎng)噩夢(mèng)?;蛟S大家會(huì)說(shuō)這只可能發(fā)生在好萊塢科幻片里吧!可是你或許還不知道,三億年前的石炭紀(jì),如今在我們面前這些微不足道的“小東西”一個(gè)個(gè)都是實(shí)打?qū)嵉摹熬逕o(wú)霸”。

位于法國(guó)國(guó)立自然史博物館的巨脈蜻蜓標(biāo)本,巨脈蜻蜓是3億年前的一種巨型昆蟲(chóng),和現(xiàn)代蜻蜓有親緣關(guān)系。

蜻蜓曾稱(chēng)霸于天空和陸地之間,任何體型小于它們的哺乳類(lèi)、兩棲類(lèi)等動(dòng)物都是它們的腹中之物。假如有一天發(fā)明出“時(shí)光機(jī)”,穿越回石炭紀(jì),那么很可能被一腳踩死的就是我們了。聽(tīng)起來(lái)好像有些諷刺,但在那個(gè)被稱(chēng)之為“巨蟲(chóng)時(shí)代”的年代,地球上可是孕育出了食指長(zhǎng)度的蚊子、1.55米長(zhǎng)的千足蟲(chóng)、2.6米長(zhǎng)的巨型蜈蚣還有翼展超過(guò)1米的巨型蜻蜓等仿佛受到了核輻射洗禮的巨型節(jié)肢動(dòng)物。特別值得一提的巨型蜻蜓是地球誕生以來(lái)演化出的最大的昆蟲(chóng)。

看到這,你們肯定又會(huì)問(wèn),既然能稱(chēng)霸于陸空之間,那為啥到了三億年后的現(xiàn)在,蜻蜓們居然愿意“自甘墮落”,體型縮小至祖先的十分之一?其實(shí)它們也不愿意變得那么小,只是環(huán)境的劇變導(dǎo)致它們?cè)僖查L(zhǎng)不回去了。

為何越活越?。?/h2>

三 億年前的石炭紀(jì),大部分陸地都位于熱帶地區(qū),植物空前繁盛,空氣的氧濃度高達(dá)3 5%,比現(xiàn)在的2 1%高了不少,許多節(jié)肢動(dòng)物通過(guò)遍布全身的微型氣管直接吸氧,而不是像我們哺乳動(dòng)物只能用血液間接地吸收,所以高氧的環(huán)境能促使它們?cè)介L(zhǎng)越大,繼而成為那個(gè)時(shí)期的霸主,反之在氧濃度沒(méi)那么高的今天也就比較容易解釋為什么它們?cè)交钤叫×?。?dāng)然氧氣含量只是一個(gè)重要的原因。

另一個(gè)原因是為了躲避天敵。后來(lái)地球上演化出了專(zhuān)門(mén)克制它們的動(dòng)物,體型太大的話(huà)容易變成別人餐桌上的美味,惹不起,難道還躲不起嗎,所以它們就主動(dòng)給自己照了“縮小燈”。

身體進(jìn)一步縮小之后它們發(fā)現(xiàn)了小也有小的好處,體型小便于隱蔽,于是開(kāi)始全球擴(kuò)散,幾乎占領(lǐng)了地球上的每一處生態(tài)位置,成為了演化史上最成功的一類(lèi)動(dòng)物。

為什么現(xiàn)在很少見(jiàn)到蜻蜓?

大家可能注意到了,小時(shí)候下雨前后會(huì)有很多蜻蜓,但是現(xiàn)在城市里蜻蜓比較少見(jiàn),哪怕是下雨也沒(méi)有幾只。那種“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上頭”的景象很久沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)了。蜻蜓作為環(huán)境指示生物,在全世界的數(shù)量都在下降。棲息地的減少和污染固然是導(dǎo)致蜻蜓數(shù)量下降的重要因素,但另一大因素說(shuō)出來(lái)你可能不信,那就是玻璃窗、馬路和汽車(chē)。

蜻蜓是依靠水平偏振光找到水源的,因?yàn)樵谌祟?lèi)出現(xiàn)前的世界,能產(chǎn)生水平偏振光的就只有水而已。但是人類(lèi)來(lái)了以后一切都不一樣了。工業(yè)文明后出現(xiàn)了越來(lái)越多能夠產(chǎn)生偏振光的人造物,比如太陽(yáng)能板、玻璃墻面、汽車(chē)玻璃、柏油路面,還有水平的黑色墓碑。

更慘的是,水生昆蟲(chóng)喜歡高偏振度。和人造物的偏振度相比,自然水體的偏振度很低。越黑滑的表面,偏振度越高。因此,黑滑平的人造材料也更吸引水生昆蟲(chóng)。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽車(chē)、深色墓碑、深色玻璃以及太陽(yáng)能板發(fā)出的水平偏振光的影響,撞到上面,最終逐漸走向滅門(mén)。

當(dāng)然,被人造偏振光迷惑的不僅有水生昆蟲(chóng),一些脊椎動(dòng)物,比如棕硬尾鴨、普通潛鳥(niǎo)、褐鵜鶘等水鳥(niǎo)也常被發(fā)現(xiàn)在柏油路、停車(chē)場(chǎng)上一臉問(wèn)號(hào)地瞎晃。

雖然我們現(xiàn)在還不確定人造偏振光是否能讓一個(gè)物種滅絕,但蒙大拿大學(xué)的生物學(xué)家提出,水平偏振光對(duì)水生動(dòng)物的吸引力是資料最為翔實(shí)有力的生態(tài)陷阱,偏振光污染成了生態(tài)學(xué)中的一個(gè)重要課題。

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