水生昆蟲(chóng)呼吸絕招

地球上近百萬(wàn)種的昆蟲(chóng)中，只有幾千種是生活在水中的。這些水生昆蟲(chóng)靠什么呼吸？諸如蜻蜓幼蟲(chóng)、蝎蝽、蚊蚋、劃蝽等，它們各有各的絕招。

用通氣管呼吸

許多水生昆蟲(chóng)沒(méi)有鰓，卻可以在水中安然地生活。原來(lái)它們的呼吸系統(tǒng)中有“配套設(shè)備”。這種配套設(shè)備就是“通氣管”和“貯氣瓶”。蚊子的幼蟲(chóng)生活在水里，當(dāng)它需要吸取空氣時(shí)，只要把腹端的通氣管伸出水面即可。蚊的通氣管尖端還有一組瓣膜，幼蟲(chóng)在水里時(shí)瓣膜緊閉，在伸出水面呼吸時(shí)瓣膜自動(dòng)張開(kāi)。蚊的幼蟲(chóng)還用一種油性分泌物保持通氣管的干燥。人類在滋生蚊蚋的水池里倒進(jìn)一點(diǎn)煤油，煤油在水面散開(kāi)形成一層膜。由于蚊蚋的通氣孔只能防水而不能防油，倒下去的煤油很快進(jìn)入幼蟲(chóng)的通氣管，使它們窒息而死，達(dá)到消滅它們的目的。

有些水生昆蟲(chóng)的通氣管很長(zhǎng)，它們不需浮到水面就可吸取空氣。蜻蜓幼蟲(chóng)的通氣管成套筒狀，可以伸縮，伸到最長(zhǎng)時(shí)可達(dá)到15厘米。蝎蝽腹端長(zhǎng)長(zhǎng)的通氣管不能伸縮，看起來(lái)像一根長(zhǎng)“針管”?；涤紫x(chóng)的通氣管比其身體還長(zhǎng)，像一根橡皮管通到水面吸氣，而幼蟲(chóng)卻藏在淤泥里。

蜉蝣、蜻蜓和石蠶蛾的成蟲(chóng)在陸地上生活，但它們的童年（幼蟲(chóng)期）卻是在水中度過(guò)。它們?cè)谟紫x(chóng)時(shí)期，既保留了陸生昆蟲(chóng)所具有的氣管，也具備了水生昆蟲(chóng)特有的鰓，所以稱為氣管鰓。它們用氣管鰓來(lái)過(guò)濾溶解在水中的氧。它們鰓的形式，有點(diǎn)似片片樹(shù)葉。呼吸時(shí)鰓瓣在水中不停地?cái)[動(dòng)，使水流動(dòng)并過(guò)濾水中的氧氣。在氧氣充足的水里，鰓的擺動(dòng)頻率緩慢；在缺氧的水里，鰓的擺動(dòng)頻率就大大加快。

使用水肺是另一類昆蟲(chóng)的絕招，這些昆蟲(chóng)都隨時(shí)攜帶一個(gè)“氧氣瓶”——?dú)馀?。這個(gè)泡和它們身上的氣門相連接，起著與鰓相同的作用，故稱水肺。奇怪的是這個(gè)小氣泡里的氧氣可供昆蟲(chóng)使用很長(zhǎng)時(shí)間，好像用不完似的。原來(lái)，氣泡里的氧氣濃度降低時(shí)，水中所含的氧就會(huì)滲入泡內(nèi)補(bǔ)充消耗掉的氧氣。通過(guò)測(cè)算，人們知道，一個(gè)新形成的水泡里大約含有21%的氧氣和79%的氮?dú)?，而與空氣接觸的水體則含有33%的氧。隨著昆蟲(chóng)的使用，氣泡中的氧不斷減少，氮的含量不斷增加，這就改變了氣泡中的氣體和溶在水中的氣體氧含量的平衡。為了恢復(fù)平衡，氮擴(kuò)散出來(lái)，氧從周圍水中滲進(jìn)氣泡內(nèi)。一個(gè)昆蟲(chóng)帶入水中的氣泡，如果沒(méi)有空氣的這種滲透作用，大概只夠它使用20分鐘，但實(shí)際上它能依靠上述原理，能在水中停留36小時(shí)左右。

使用這種方法的昆蟲(chóng)，它們的氧氣瓶——?dú)馀?，有的由一層稠密的毛固定（如仰泳蜷），有的固定在鞘翅下（如龍虱）。這種“氧氣瓶”必要時(shí)還可“充氣”。充氣的方式也因昆蟲(chóng)種類不同而有變化。牙蟬浮到水面時(shí)頭部向上，利用觸角將氣泡中充滿空氣。而龍虱則是尾部上浮到水面，利用它的鞘翅和腹部末端使鞘翅內(nèi)充滿空氣。它們的呼吸孔不像大部分陸生昆蟲(chóng)長(zhǎng)在身體兩側(cè)，而是長(zhǎng)在背上，在翅蓋下面。豉蟲(chóng)腹部尖端也常有一個(gè)閃閃發(fā)光的氣泡，這也是從水面帶到水里的“空氣供應(yīng)設(shè)備”。

劃蝽也把空氣儲(chǔ)存在翅蓋下。除此之外，它們身上還有一層密密的短毛，在潛泳時(shí)，身體周圍的短毛空隙保留了一層空氣。由于這個(gè)原因，它們總是有一個(gè)微微發(fā)光的外表，仿佛鍍了一層銀似的。它們身上形成的這層空氣膜，生物學(xué)家稱為“氣盾”。它不是簡(jiǎn)單的空氣貯藏所，而且還有多方面的作用。氣盾是由密生的拒水細(xì)毛固定的，毛的密度可以達(dá)到每平方厘米約二百萬(wàn)根，并能承受四個(gè)大氣壓力。因此，護(hù)膜是永遠(yuǎn)存在的，并不會(huì)像水泡那樣消失，而且這層膜好像使它們穿上一身“救生衣”，具有很大浮力，可以在水面自由活動(dòng)。如果要潛入水里或在水里停留，它們就得一個(gè)勁兒地?cái)[動(dòng)像槳一樣的后足。要休息的時(shí)候，還必須依附在水生植物上，否則它們就會(huì)像軟木塞一樣浮出水面。