《詩經(jīng)》里走出來的昆蟲

楊紅珍

《詩經(jīng)》是我國最早的一部詩歌總集，收集了西周初年至春秋中葉，在民間及王廷貴族中傳唱的詩歌，共311首。在這些詩歌中，涉及昆蟲描寫的詩歌共有19篇，其中，“風”詩8篇，“雅”詩10篇，“頌”詩1篇。在這些篇章中，除了兩篇是借助昆蟲的生活習性來描寫時令轉換之外，其余的都是借助昆蟲表達一種情感，比如，思念、凄苦、勸誡、諷刺、斥責、欣賞、美好愿望等。

蠶月條桑，取彼斧斨——《詩經(jīng)·豳風·七月》

婦無公事，休其蠶織——《詩經(jīng)·大雅·瞻卬》

蜎蜎者蠋，烝在桑野——《詩經(jīng)·豳風·東山》

蠶的一生

蠶是一種完全變態(tài)的昆蟲，一生要經(jīng)歷卵、幼蟲、蛹、成蟲4個階段。蠶的一個生命周期大約是60～80天。蠶的一生從雌蛾產(chǎn)下的卵開始。一只雌蛾可以產(chǎn)卵約600粒。卵就像芝麻那般大小，是扁扁的、近橢圓形的。剛產(chǎn)下的卵為淡黃色，之后會變?yōu)榛液谏?/p>

卵經(jīng)過半個月孵化為一齡幼蟲。一齡幼蟲很小，體色為黑色，像螞蟻一樣，也叫蟻蠶。從二齡幼蟲開始，蠶的體色變?yōu)榛野咨?，體形也開始變得圓圓的、胖胖的，食量明顯增加。齡期越大，食量越大，四五齡幼蟲食量最大，體重也快速增加，可以達到蟻蠶的八九千倍。

蠶的幼蟲期一共要蛻4次皮，共有5個齡期。蠶的蛻皮是成長的需要。蠶的皮膚是它的外骨骼，不能隨意擴大，蠶長到一定程度時，原有的皮膚就會限制它繼續(xù)長大，所以蠶就需要換一個大一點的皮膚。每次蛻皮前，蠶都不吃不動，像睡著了一樣，我們稱這種現(xiàn)象為“眠”。此時的蠶看上去一動不動，其實，它的身體內(nèi)部卻在進行著非常劇烈的生理活動，在短短的一天內(nèi)，它要形成自己的新皮，并且將舊皮蛻去。擺脫了舊皮的束縛，身體會長大不少，從而進入下一個齡期。

五齡幼蟲也稱末齡幼蟲。末齡幼蟲繼續(xù)長大一段時間后，皮膚會因為緊繃而變得近似透明，這時蠶就不再吃桑葉了，它們會找一個地方開始吐絲結繭，然后在繭中化蛹。蛹再經(jīng)過大約兩個星期便羽化為蠶蛾。羽化后的蠶蛾要破繭而出了：首先從口器中吐出一種溶液，其中所含的溶解酶，能將封閉的繭殼溶解出一個小洞，然后蠶蛾用前足撕抓這個小洞，使小洞擴大到可以鉆出身體的程度。破繭而出的蠶蛾開始求偶交配。雄蛾交配完以后就死去，而雌蛾要等到產(chǎn)卵以后才算完成了使命，最后筋疲力盡而死。

對于蠶的一生，古人曾有過誤會。唐代詩人李商隱的名句“春蠶到死絲方盡”，認為春蠶絲盡便是它生命結束的時候了。古人口中的“作繭自縛”是說春蠶吐絲為繭，將自己困在其中，比喻人使自己陷入困境。雖然這兩句話意境不同，但表達了相同的意思，就是蠶兒在繭中是肯定要死的。雖然古人也看見了破繭而出帶翅的蠶蛾，但因為蠶幼蟲和蠶蛾長相截然不同，他們認為那是蠶兒死了之后成仙了。現(xiàn)在我們明白，春蠶耗盡心力吐絲結繭，是為了給自己建造一個厚實安全的“小屋”，將自己保護起來，因為它要在繭中度過生命中最劇烈的兩次變革——幼蟲化蛹以及蛹羽化為蠶蛾。

蠶的自我保護

蠶在野外的桑樹上生活，隨時會面臨惡劣的環(huán)境條件以及天敵的圍追堵截。生命中最脆弱的時期就是剛孵化的蟻蠶期和沒有行動能力的蛹期，那么蠶是怎么保護自己的呢？

蟻蠶是卵剛剛孵化的幼蟲，它們非常柔弱，甚至連吃和爬動的力氣都沒有，它們會密密麻麻地集中在一起。這是蠶的擬態(tài)現(xiàn)象，因為剛孵化出來的幼蟲沒有能力保護自己，所以就模仿了螞蟻的樣子，讓天敵誤會它們是螞蟻，從而不敢接近它們。我們都知道，螞蟻是攻擊性很強的社會性昆蟲，喜歡集體行動，敢惹它的動物不是很多，所以很多小昆蟲都模仿它，這些昆蟲被稱為“擬蟻昆蟲”。蟻蠶就是擬蟻昆蟲的一種。

蠶結繭是為了給自己營造安全的空間，可以毫無打擾地在里面化蛹和羽化。對所有完全變態(tài)的幼蟲來說，化蛹和羽化都是非常危險的時刻。蠶在繭中要進行一次生命的重塑，在短短的幾天內(nèi)，把幼蟲期的器官和組織全部消解，再變成擁有蠶蛾所有器官的蠶蛹，隨著時間的推移，蠶蛹的顏色逐漸加深，它的體內(nèi)也進行著劇烈的變化，各個器官逐漸成熟，最后羽化為蠶蛾。事實證明，在這兩個時期，如果被外界打擾，它們的生命進程就會停止，要么無法化蛹，要么無法羽化。

除了結白色的繭，蠶還會結其他顏色的繭。這是由基因決定的，是古桑蠶為了保護自己而進化出的一種擬色現(xiàn)象，為了與所處的環(huán)境保持相似的顏色以便蒙蔽天敵。

一生只吐一根絲

蠶絲是一種生物蛋白質，桑葉在家蠶體內(nèi)經(jīng)過消化分解之后，桑葉中的蛋白質和糖類被家蠶吸收并轉化為絲蛋白（包括絲膠蛋白和絲素蛋白），絲蛋白再形成絲液，家蠶吐出絲液以后，在空氣中凝固成蠶絲。蠶合成與分泌蠶絲的部位是絲腺，蠶絲腺分為3個部分：前部絲腺、中部絲腺和后部絲腺。在泌絲過程中，絲膠蛋白和絲素蛋白是在絲腺內(nèi)產(chǎn)生的。其中，前部絲腺是轉運絲膠蛋白和絲素蛋白的導管，中部絲腺負責合成絲膠蛋白，后部絲腺負責合成絲素蛋白。蠶絲的形成受絲腺的發(fā)育過程、絲蛋白表達調(diào)控過程以及氨基酸氮營養(yǎng)代謝過程等多種因素的控制。

蠶吐絲可是一個力氣活。蠶在每一個齡期都是吃了睡、睡了吃，絲毫不浪費一點能量，除了快速把自己的身體變大，能夠存儲更多的絲液之外，很重要的一點就是要儲存足夠的力氣吐絲。一旦開始就不會停止，直到為自己結一個質量完全達標的繭。吐絲開始之后，蠶的頭部會不停地擺動，呈 “S”形或“8”字形，在自己的四周不斷拉出絲線。像這樣不吃不喝連續(xù)擺動兩三天、搖擺30多萬次之后，所吐之絲就把自己嚴嚴實實地裹住了。蠶一次吐出的絲長達一兩千米，有的甚至達到了3千米。令人驚嘆的是，這是一根不間斷的細絲，而且這根細絲是由幾百根更細的細絲扭合而成的，因此十分堅韌牢固。這樣的蠶絲織成的絲綢最具輕薄飄逸的效果，可用“羅衣飄蟬翼”“風過動羅紋”“淺色縠衫輕似霧，紡花紗袴薄于云”這樣的詩句來形容。

蠶的食物

桑蠶，顧名思義，桑樹上吃桑葉的蠶。的確，蠶最喜歡吃的食物就是桑葉。蠶的嗅覺很發(fā)達，能準確地嗅到桑葉發(fā)出的類似薄荷的味道，從而爬到自己最喜歡的桑樹上來。不過，蠶并不是只吃桑葉，它的食譜還是挺廣的，榆樹葉、蒿柳葉、無花果葉、蒲公英葉、生菜葉、萵苣葉、婆羅門參葉等都能成為它的食物，只是它更偏愛桑葉罷了。因為桑葉中所含的水、蛋白質、糖類、脂肪等成分，能夠最大限度地保障蠶的自身發(fā)育和絲液合成，所以，自古以來都是種桑養(yǎng)蠶。桑樹的數(shù)量和桑葉的質量直接關系著蠶的生長和蠶絲的質量，最后影響到了一個家庭的收入，甚至一個國家的收入。

桑葉并不是一年四季都有，這就限制了蠶的飼養(yǎng)。人工飼料養(yǎng)蠶既能做到營養(yǎng)均一，又不受季節(jié)和氣候限制，所以，人工飼料是實現(xiàn)工廠化高效生產(chǎn)優(yōu)質蠶繭的關鍵。近年來，科研人員開始致力于家蠶人工飼料的研究，基本查明了家蠶成長所必需的營養(yǎng)物質的種類以及家蠶所需的最低量，進一步研發(fā)出能夠替代桑葉的人工飼料，同時也在不斷選育可以用人工飼料喂養(yǎng)的蠶種。

早期，主要采用人工飼料與桑葉共同養(yǎng)蠶的方式，人工飼料飼養(yǎng)小齡蠶，桑葉飼養(yǎng)大齡蠶。人工飼料飼養(yǎng)小齡蠶既可以簡化養(yǎng)蠶環(huán)節(jié)，又可以避免農(nóng)藥和環(huán)境污染中毒，減少了小齡蠶的染病機會，從而降低大齡蠶期的發(fā)病率。隨著研發(fā)技術的不斷提高，近幾年，我國開始試點家蠶全齡人工飼料喂養(yǎng)，到2019年，某些蠶種已經(jīng)實現(xiàn)了全齡人工飼料工廠化養(yǎng)蠶。

天然彩色蠶絲

自然界中存在著生產(chǎn)彩色蠶絲的蠶種，它們跟結白繭的蠶兒一樣，吃的是普通的桑葉，吐出的卻是彩色的蠶絲。除了傳統(tǒng)的白色，家蠶還能分泌出天然的金色、黃色、肉粉色、桃紅色、綠色、淺綠色等不同色彩的蠶絲。天然彩色蠶絲生態(tài)環(huán)保，無毒無害，既可以避免后期染色帶來的殘留物質對人體的危害，又可以避免在印染過程中造成環(huán)境污染。同時天然彩色蠶絲的內(nèi)在性能也要優(yōu)于普通白色蠶絲。比如，天然彩色蠶絲具有類似于活性炭的功能，可以起到除臭的作用，而且含有豐富的超氧化物歧化酶（SOD）等營養(yǎng)物質，抗氧化能力強，有很好的紫外線吸收能力，可以有效防止短波紫外線的危害，其抗菌效果、柔韌性、保暖性、吸放濕性和透氣性都好于白色繭絲。另外，有些天然蠶絲的色彩目前還難以模擬。這些特點都符合人類綠色、環(huán)保、低碳的要求，而且能顯示出雍容華貴、高端大氣的風格。

彩色蠶繭的選育可以通過以下幾種方法：一是從自然界中采集產(chǎn)生天然彩色繭的桑蠶，通過人工選擇、遺傳變異的篩選等措施，培養(yǎng)彩色絲繭新蠶種；二是通過蠶種雜交育種或轉基因育種等生物技術，人工培育出可以吐出多種彩色絲繭的品種；三是在養(yǎng)殖過程中給普通白色蠶種喂食添加各種人工色素的桑葉，讓蠶兒吐出特定的彩色蠶絲。

家蠶的起源

家蠶是重要的經(jīng)濟昆蟲，而且是唯一被完全馴化的昆蟲類家養(yǎng)動物，家蠶的馴化被稱為農(nóng)業(yè)歷史上的重大事件之一。家蠶（Bombyx mori）的野生祖先是野桑蠶（Bombyx mandarina）。野桑蠶廣泛分布于中國、日本、韓國、印度、越南等國家以及俄羅斯的亞洲地區(qū)，并且顯示出了豐富的遺傳多樣性。那么家蠶到底是由哪國的野桑蠶馴化而來的呢？還是由幾個國家同時馴化了家蠶？近20年來，科學家從染色體水平和DNA序列水平上證實了家蠶的野生祖先是中國的野桑蠶，而不是其他國家的野桑蠶，家蠶的馴化屬于單一馴化事件。家蠶在我國成功馴化以后，約在公元前200年傳播至朝鮮和日本，在中國和日本培育了一些特有的優(yōu)良品種，之后又通過絲綢之路擴散到中亞和歐洲各國。

那么，家蠶是在我國的什么地方馴化的呢？我國一直有家蠶起源于黃河流域的傳說，即文史資料記載的黃帝元妃西陵嫘祖發(fā)明了養(yǎng)蠶繅絲?？茖W家通過對家蠶線粒體基因組系統(tǒng)發(fā)育分析，證實家蠶的直接野生祖先來源于中國北方野桑蠶。

在現(xiàn)存的家蠶品系中，中國的三眠蠶品種相對古老，極有可能是最先被我國先民馴化成功的家蠶品系。此后，通過對三眠蠶品種的斑紋、繭色、眠性、化性等特性進行多方向、大規(guī)模的分化，形成了一系列地方種和改良品種。

家蠶種質資源

我國是世界蠶業(yè)的發(fā)源地，豐富多樣的自然生態(tài)環(huán)境造就了豐富的野桑蠶資源。經(jīng)過幾千年的進化，特別是我們祖先的精心馴養(yǎng)以及現(xiàn)代分子育種改造技術的介入，今天的家蠶形成了非常豐富的遺傳多樣性。我國是家蠶品種資源最多、最豐富的國家，目前在實驗室保存的種質資源有1000多份，世界各地保存的家蠶種質資源有4000多份。這些種質資源不僅形態(tài)變異、特征特性極為豐富，而且經(jīng)濟性狀差異顯著。

普通的蠶卵通常為灰黑色，但在家蠶基因庫里的卵卻有很鮮艷漂亮的紅色、粉色、白色和黑色等顏色。幼蟲除了白白胖胖的蠶寶寶，還有素、黃、青、赤、油等品種，以及鑲有斑馬紋、鵪鶉斑、星星和彎月形狀等漂亮花紋的蠶品種，有的品種身體上還有瘤狀突起——龍角。幼蟲的眠性大多為四眠，但基因庫里還有三眠和五眠蠶品種。蠶繭有白色、銀白色、淺綠色、紅色、黃色、閃色等多種顏色，還有外白內(nèi)黃的或者外黃內(nèi)白的繭色。在家蠶的馴化過程中，繭絲的質量一直是人工選擇的重要性狀，另外，全繭量、繭層量和繭層率這3個產(chǎn)量性狀，在家蠶的馴化和改良過程中也在不斷提高，同時產(chǎn)生了相應的品系。

模式生物

模式生物是指生物學家為了揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象而選定的用于科學研究的生物物種。家蠶個體較小，生長周期較短，子代較多，非常容易飼養(yǎng)，是良好的研究和教學模式生物。2002年，國際無脊椎動物協(xié)會將家蠶確定為鱗翅目模式昆蟲。家蠶在基礎研究、生物反應器、鱗翅目害蟲防治及醫(yī)學研究模型等方面發(fā)揮著重要作用。

家蠶是較早開展現(xiàn)代遺傳學研究的物種之一，早在20世紀早期，科學家就開展了關于家蠶遺傳表型的研究工作，發(fā)現(xiàn)和印證了一系列重要的科學原理，在孟德爾遺傳規(guī)律研究、動物母性遺傳研究及伴性遺傳研究中均取得了重要的突破。2004年，我國科學家率先完成了家蠶基因組的測序工作，之后還建立了家蠶轉基因技術、RNA干擾技術、基因組編輯技術等一系列遺傳操作技術。

家蠶有大約16834個編碼蛋白的基因，目前已經(jīng)解析了一系列家蠶重要的功能基因，這對于家蠶抗病毒基因篩選、激素響應基因篩選、抗逆性基因篩選等工作具有重要的意義。隨著社會的高速發(fā)展，人們對蠶絲制品的要求越來越高，而傳統(tǒng)品系的家蠶已經(jīng)難以滿足市場的需要。通過基因研究可培養(yǎng)出高產(chǎn)優(yōu)質的蠶品種，利用轉基因技術，將特定的功能基因導入家蠶體內(nèi)，使之表達特定的性狀，這樣的品種往往能表現(xiàn)出傳統(tǒng)家蠶品系沒有的特征，比如提高蠶絲產(chǎn)量、改良蠶絲品質等。

生物反應器

家蠶作為生物反應器比其他動植物更具優(yōu)勢，家蠶合成的蛋白量高，而且表達的蛋白純度高。

自從轉基因家蠶研究成功，很快就被發(fā)展為生物反應器，用來生產(chǎn)單克隆抗體、細胞因子和膠原蛋白等人類結合蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，將珍珠貝母的生物鈣化基因導入家蠶之后，這些轉基因家蠶就可以吐出具有生物礦化功能的蠶絲。

蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然動物纖維，與強度最高的碳纖維及高強度合成纖維的強度很接近，而它的韌性比這兩種纖維還要強。因此，蜘蛛絲在工業(yè)、醫(yī)療、體育和國防上都有著廣泛的應用前景。但是到目前為止，我們還不能大量獲取蜘蛛絲纖維。由于蠶絲蛋白和蜘蛛絲蛋白在結構上有一定的相似性，因此可以考慮對家蠶進行基因改造來大量獲取類蜘蛛絲纖維?？茖W家利用基因定點替換的方法，將蜘蛛絲基因導入家蠶體內(nèi)，在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白。將黑寡婦蜘蛛基因導入家蠶之后，其蠶絲可用來開發(fā)防彈材料。除此之外，家蠶的幼蟲或蛹還可以作為生物反應器來生產(chǎn)動物疫苗等。

食用和藥用昆蟲

除了蠶絲制品對中國乃至世界的巨大貢獻外，蠶在藥用和食用方面也功不可沒，可以說，蠶的各個蟲期甚至蠶沙、蠶絲都具有藥食功效。

蠶是公認的滋補食療珍品，被人們奉為餐桌上的美味。幼蟲體內(nèi)含有豐富的蛋白質和不飽和脂肪酸，特別是五齡幼蟲，其干物中的蛋白質含量達到了64.6%，大大超過了豬肉和雞肉中的蛋白質含量，而幼蟲體內(nèi)的不飽和脂肪酸對人體心腦血管的健康極為有利。另外，幼蟲體內(nèi)還富含人體所需的多種生物活性物質和大量的礦物質。幼蟲制成的全蠶粉，具有良好的調(diào)節(jié)血糖效果，在對抗腫瘤、提高免疫力、抗疲勞、美容養(yǎng)顏等方面也有很好的功效。幼蟲被白僵菌感染致死后的干燥菌蟲體被稱為白僵蠶，白僵蠶是名貴的傳統(tǒng)中藥材，主要用于治療外感發(fā)熱、驚厥、癲癇等十幾種疾病。

在我國，蠶蛹是人們食用量最大的昆蟲之一。蠶蛹的蛋白質含量高達68%，且多為球蛋白與清蛋白，易于被人體消化吸收。2004年，衛(wèi)生部將蠶蛹列為食品原料，而且是唯一被衛(wèi)生部列入“作為普通食品管理的食品資源名單”的昆蟲。蠶蛹含有較低的脂肪含量，但其中不飽和脂肪酸的比例卻高達72%，非常符合現(xiàn)代人們對高蛋白、低脂肪的健康膳食需求。蠶蛹中不飽和脂肪酸中的亞油酸類，對治療高血壓、血管硬化等疾病有一定的功效。蠶蛹還含有豐富的維生素、微量元素和多種天然活性物質，尤其是鋅含量較高，這使得蠶蛹的營養(yǎng)價值更具特色。在典籍中，蠶蛹是可以養(yǎng)血、補血和強腰壯腎的滋補良藥。

蠶蛾的營養(yǎng)也極為豐富，其蛋白質中的氨基酸不但種類齊全，而且比例均衡；脂肪酸的種類也非常豐富，在所有被記載脂肪酸含量的動物中，雄蠶蛾體內(nèi)的必需脂肪酸含量最高。而且，在蠶蛾體內(nèi)的礦物質和微量元素中，硒的含量超過《食品成分表》中任何一種食物。蠶蛾體內(nèi)的生物活性物質具有很高的醫(yī)用價值，雄蠶蛾體內(nèi)含有雄性激素、蛻皮激素、保幼激素、雌二醇、腦激素等生物活性物質，這些物質具有延緩衰老、消除疲勞的作用。蠶蛾提取液在治療女性更年期問題方面也具有顯著效果。

蠶沙也叫原蠶沙、蠶矢，是桑蠶排出的干糞便，包括蠶糞和桑葉的殘渣。據(jù)《中國藥典》記載：蠶沙性溫、味甘辛，具有清熱祛風、利濕化濁、活血通絡、鎮(zhèn)靜安神等功效。蠶沙常被制成蠶沙枕。蠶沙中的葉綠素及其衍生物具有與人體血紅素結構類似的卟啉環(huán)結構，具有促進創(chuàng)口愈合、抗貧血、抗?jié)?、抗腫瘤、保肝等功效。蠶沙還可用來合成維生素K和維生素E。

蠶絲蛋白具有保濕、防紫外線傷害、抗老化等特性，近年來，人們已成功利用蠶絲蛋白開發(fā)出了蠶絲織物面膜、絲素化妝品等美妝保養(yǎng)品及健康食品。對蠶絲的絲素與絲膠蛋白進行酸等處理后，可以制成接骨材料，應用在醫(yī)學上。