昆蟲“外星球”

林文強+江朝生+吳佳境+陳淑美+周傳馨

千姿百態(tài)的昆蟲，是地球上最古老的動物之一，出現(xiàn)于3.5億年前的泥盆紀(jì)，至今已發(fā)展為種類最多的動物，全世界估計有1000萬種之多，中國的昆蟲也在百萬種左右。

昆蟲在自然界中占有十分重要的地位，它是生物食物鏈網(wǎng)中重要的不可或缺的組成部分；沒有昆蟲就沒有生物的多樣性。它又與人類的生活和經(jīng)濟活動關(guān)系密切，很多昆蟲是人們生產(chǎn)、生活的朋友或敵手。

世界上有多少種昆蟲

最近的研究表明，全世界的昆蟲可能有1000萬種，約占地球所有生物物種的一半。但目前有名有姓的昆蟲種類僅100萬種，占動物界已知種類的2/3～3/4。由此可見，世界上的昆蟲還有90%的種類我們不認識；按最保守的估計，世界上至少有300萬種昆蟲，那也還有200萬種昆蟲有待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、描述和命名。現(xiàn)在世界上每年大約發(fā)現(xiàn)1000個昆蟲新種。

在已定名的昆蟲中，鞘翅目（甲蟲）就有35萬種之多，其中象甲科最大，有6萬多種，是哺乳動物的10倍；鱗翅目（蝶與蛾）次之，有約20萬種；膜翅目（蜂、蟻）和雙翅目（蚊、蠅）都在15萬種左右。

昆蟲不僅種類多，而且同一種昆蟲的個體數(shù)量也很多，有的個體數(shù)量大得驚人。一個螞蟻群可多達50萬個體。一棵樹可擁有10萬只的蚜蟲個體。在森林里，每平方米有10萬頭彈尾目昆蟲。

我國幅員遼闊，自然條件復(fù)雜，是世界上唯一跨越兩大動物地理區(qū)域的國家，因而是世界上昆蟲種類最多的國家之一。一般來說，我國的昆蟲種類占世界種類的1/10。世界已定名的昆蟲種類為100萬種，我國定名的昆蟲應(yīng)該在10萬種左右，可目前我國已發(fā)現(xiàn)定名的昆蟲只有5萬多種，要趕上世界目前的水平還任重道遠。況且，世界的昆蟲種類應(yīng)該在300萬種～1000萬種，所以我國應(yīng)有昆蟲30萬種～100萬種。

多變的自衛(wèi)能力

昆蟲在地球上的歷史至少已經(jīng)有3.5億年了。它們在長期適應(yīng)環(huán)境的演變中，有著多種多樣保護自己安全，不受天敵傷害的自衛(wèi)本領(lǐng)。昆蟲還具有較強的適應(yīng)能力。一些種類可以忍受-50℃的嚴(yán)寒，而另一些種類則可以棲息在49℃高溫的沙漠或溫泉中。某些蠅類可以生活在純鹽和純油中；谷象可以生活在純二氧化碳中；另一些昆蟲甚至在長期缺水狀態(tài)下也能活動自如。

絕大多數(shù)昆蟲屬于完全變態(tài)類，即幼蟲和成蟲在形態(tài)、食性和行為等方面明顯分化，這種分化借助一個靜止的蛹期來實現(xiàn)。這樣，既擴大了同種昆蟲的食料來源，滿足了昆蟲的營養(yǎng)需求，也是對外界環(huán)境的高度適應(yīng)。

昆蟲就是憑著它們自身超群的適應(yīng)性和頑強的求生本領(lǐng)，經(jīng)過漫長的歷史長河，不斷發(fā)展壯大起來，成為最鼎盛的家族“占領(lǐng)”著地球。曾有位作家寫道：“昆蟲比人類較早出現(xiàn)，它們的頑強性或許會使昆蟲比人類活得更遠，這里有許多奧秘需要人類去揭示?！?/p>

蟲眼看世界

復(fù)眼是昆蟲的主要視覺器官，通常在昆蟲的頭部占有突出的位置。多數(shù)昆蟲的復(fù)眼呈圓形、卵圓形或腎形。有些昆蟲的復(fù)眼在每側(cè)又分為上、下兩個，成為“四眼”昆蟲，例如眼天牛、豉甲和浮游的一些種類。特別是生活在水中的豉甲，由于它的復(fù)眼分為上、下兩部分，因而在獵食時既能發(fā)現(xiàn)水面的目標(biāo)，又能發(fā)現(xiàn)水中的目標(biāo)。在突眼蠅中，復(fù)眼著生在頭部兩側(cè)的柄狀突上。

復(fù)眼是由許多六角形的小眼組成，每個小眼與單眼的基本構(gòu)造相同。復(fù)眼的體積越大，小眼的數(shù)量就越多，看東西的視力也就越強。復(fù)眼中的小眼的數(shù)目變化很大，從最少的只有一個小眼，到最多的有數(shù)萬個小眼。例如有一種螞蟻的工蟻只有一個小眼，蝴蝶有1.2萬個～1.7萬個小眼，蜻蜓則有1萬個～28萬個小眼，家蠅有4000個小眼。

小眼的構(gòu)造很精巧，它有一個如凸透鏡一樣的集光裝置，叫角膜鏡，就是小眼表面的六角形凸鏡，下面連著圓錐形的晶體，在這些集光器下面連接著視覺神經(jīng)。神經(jīng)感受集光器傳入的光點而感覺到光的刺激，而后造成“點的影像”，許多小眼的點的影像相互作用就組成“鑲嵌的影像”。如果把昆蟲的一只復(fù)眼縱向剖開，在放大鏡或顯微鏡小觀察，多棱的小眼聚集在一起，很像一只奇妙的萬花筒。

昆蟲除原尾目無觸角、高等雙翅目和膜翅目幼蟲的觸角退化外，其它種類都有1對觸角。觸角長在昆蟲兩只復(fù)眼的中上方，昆蟲活動的時候，這兩根觸角總是不停地擺動著，東察西探，象是尋找獵物的雷達。

觸角是主要的感覺器官，有嗅覺、觸覺和聽覺的功能。觸角能夠幫助昆蟲尋找食物和配偶，并探明身體前方有無障礙物。在有些昆蟲中，觸角還有其它用處，例如雄性芫菁在交配時用來握住雌蟲，魔蚊幼蟲用來捕捉食物，仰泳蝽的觸角在水中能平衡身體，水龜蟲則用來幫助呼吸。

足的妙用

足還有其他許許多多的妙用：一些蜂類前足脛節(jié)末端和第一跗節(jié)基部共同形成凈角器，專門用來清潔觸角，去掉粘著在觸角上的東西；蒼蠅足末端形成了爪墊，墊內(nèi)充血，下面的凹陷就像個真空杯，墊上還有能分泌粘液的毛，所以蒼蠅能在光滑的玻璃板上行走，不會打滑，甚至倒懸在天花板上也能自由移動。有些昆蟲的“耳朵”（聽器）就長在前足上，如大家喜愛的蟋蟀就是用前足上的鼓膜聽器來接受異性的呼喚的。峽蝶、蒼蠅等足的附節(jié)還有感受味覺的功能。生活在陰暗的樹皮下，巖石上的潮濕苔蘚下的足絲蟻目昆蟲，是用足來造絲，編織成坑道狀的巢，在里面生活和繁殖，因而它們的足就有著特殊的構(gòu)造。足絲蟻前足的第一跗節(jié)特別膨大，里面貯藏著110多個紗錠一樣的絲腺體，好像是一臺紡織機，每個絲腺體都是圓形的，絲腺體的壁內(nèi)有一層細胞核，但沒有明顯的細胞分界，所以絲腺是合胞體腺，每個腺腔被原生質(zhì)直接變成的分泌物填滿，分泌物沿著扁平的細胞腺管向外流出，腺管開口于細長表皮突起的頂端。當(dāng)液體狀的分泌物從腺管排出后，與空氣接觸即成為編織坑道用的絲。這種造絲的腺體在脫皮時會周期性地更新。足絲蟻的一生中盡管要經(jīng)過幾次脫皮，但足上造絲的功能不會減退。

昆蟲的足不但有爬、跳、捕、挖的本領(lǐng)，有些種昆蟲足的拖拉力和抓力也很驚人。一只僅有6克重的小甲蟲，可是它用足拖的物體重量（在一輛輕便的四輪小車上）卻有1.093公斤，比這只小甲蟲的體重要大181倍。一匹體重700公斤的健壯馬，在良好的路面上也只能拖得動3.5噸的貨物，只是相當(dāng)于體重的5倍。人的牽引力大致也只有體重的5倍。而一只螞蟻卻能輕而易舉地把超過體積和重量l400倍的食物或筑巢材料施入自己的巢中。一只老熟期的大蠼螋體重僅有0.5克，如果將一輛170克的玩具小空車，用線拴在它的身體上，能用三對足很輕松地拖著走，當(dāng)把車上的物品增加到265克時，它仍能勉強地拖動，如果拿這只蠼螋的重量（0.5克）去除它所拖動的小車和里面所裝東西的總重量，把得數(shù)四舍五入后，便可得到一個破天荒的數(shù)字——530倍。

昆蟲的足都很細小，因此也很難想象它們能用足上脆弱的爪子抓起很重的物體來，有人為了證明昆蟲足的抓力，曾作過這樣的試驗：用一根線在蜻蜓的胸部纏上一圈，把它懸掛起來，然后放一塊粗糙些的重物讓它抓住，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜻蜓能抓起相當(dāng)于體重20倍的物體達10分鐘之久。用同樣的方法作試驗，螳螂能抓起324克的重物，比它的體重大53倍。大蠼螋能抓起52克的重物，比它的體重大104倍。

知道了昆蟲足對自然環(huán)境的適應(yīng)，看到不同昆蟲足的形狀，就大致可以知道某些種昆蟲生活在什么環(huán)境了。同時研究昆蟲足的內(nèi)部、外部構(gòu)造，探討其拉力和抓力的功能，可在仿生學(xué)上加以應(yīng)用。

多姿多彩的翅膀

昆蟲是無脊椎動物中唯一有翅的動物。飛行使昆蟲在覓食、求偶、避敵和擴大分布范圍等方面都比陸地動物要技高一籌，并成為昆蟲綱繁榮興旺的基礎(chǔ)。昆蟲翅膀的來源與鳥類不同，鳥類的翅膀是由前肢轉(zhuǎn)變來的，而昆蟲的翅膀則是由向兩側(cè)擴展成的側(cè)背葉發(fā)展而來的。昆蟲的翅膀十分靈活，不用時還可以收折在身體背面。翅一般為三角形，為了研究方便，將每個邊和角都給以一定的名稱，并將翅面進行分區(qū)。

昆蟲大部分都能較遠距離地飛翔，如蝗蟲和粘蟲成蟲都是飛翔力極強的昆蟲。飛蝗可成群結(jié)隊飛行千里。據(jù)我國昆蟲學(xué)工作者們研究，每年春夏在廣東一帶越冬后羽化的粘蟲，可以成群飛越數(shù)千里，漂洋過海到北方去覓食。蜜蜂每小時可持續(xù)飛行10公里～20公里。牛虻每小時可飛行40余公里。蚊蟲為了尋找水源產(chǎn)卵，也可以飛行數(shù)公里。蜻蜓、螽斯和某些種天蛾也能夠持續(xù)飛行數(shù)百里乃至千里而不著陸。某些昆蟲除飛行距離遠外，飛翔速度也很了不起，蜻蜓每秒鐘飛10米～20米；金龜子每秒鐘飛2.2米～3米；天蛾每秒鐘飛5米；菜粉蝶每秒鐘飛1.8米～2.3米；家緞每秒鐘飛2米；牛虻每秒鐘飛4米～14米；蜜蜂每秒鐘可飛2.5米～6米。因為昆蟲有這樣強的飛翔能力，再加上高空氣流和風(fēng)的影響，便給昆蟲遠距離飛遷提供了良好的條件。

以上這些翅的形狀和飛行的特點，都在一定程度上反映了各種昆蟲的生活特點，同時也給人們提供了認識昆蟲種類的依據(jù)。為了防止害蟲擴大蔓延，我們必須把害蟲消滅在長翅膀以前，例如飛蝗、盲蝽等都要消滅在三齡以前。

斑瀾奪目的體色

昆蟲有著極其豐富的色彩，有的昆蟲色彩艷麗、斑瀾奪目，甚至還呈現(xiàn)出變幻莫測的金屬色澤，也有的昆蟲顏色暗淡、陳舊，實無美麗可言。那么昆蟲的不同色彩是怎樣形成的呢？不同的顏色對昆蟲有什么特殊意義嗎？

昆蟲的顏色多數(shù)是由體壁和它的衍生物產(chǎn)生出來的，也有的來自不同的皮下組織或血液。根據(jù)顏色的成因我們把它分為兩類：一類是色素色，是由色素化合物形成的顏色，這些物質(zhì)可以吸收某種光波，而反射其他光波，從而形成各種顏色。它們多半是代謝的產(chǎn)物或副產(chǎn)物，如黑色素、類胡蘿卜素、蝶啶類等。當(dāng)色素存在于表皮內(nèi)部時，我們把它稱為表皮色。表皮色在昆蟲死亡后還能保持很長時間的穩(wěn)定性，如翅上的花斑。若色素位于表皮下的真皮細胞內(nèi)，則稱為真皮色，真皮色往往隨著昆蟲的死亡而逐漸消失。有些昆蟲活著時呈嫩綠色，制成標(biāo)本后不久，嫩綠色漸漸變成了黃褐色，就是這個緣故。另一類顏色是結(jié)構(gòu)色，是光照射在蟲體表面的不同結(jié)構(gòu)上而產(chǎn)生折射、反射及干擾而形成的。昆蟲身體的金屬光澤屬于結(jié)構(gòu)色，結(jié)構(gòu)色不會因昆蟲死亡或煮沸、漂白等處理而發(fā)生改變或消失。

昆蟲的色彩大多是混合上述兩種色澤而成的，稱為混合色，如有一種美麗的蝴蝶叫做幻紫峽蝶，它的翅呈黃褐色，當(dāng)從不同的角度看時，又顯現(xiàn)出夢幻般的紫色閃光，其中黃褐色是色素色，紫色閃光則為結(jié)構(gòu)色。昆蟲有了這樣那樣的顏色，就可吸引異性求偶、隱藏或示威避敵，還可避光保護自己。