生命的舞者
——蜻蜓

2020-12-03 06:07金铃儿
奥秘(创新大赛) 2020年12期
关键词:偏振光交配雌性

●金铃儿 编

蜻蜓是众所周知的昆虫,但也是被大多数人忽略的一种多彩昆虫。炎热的气候下,色彩不同、大小不一的蜻蜓,在太阳光里或飞旋于池塘水面上方,或停落在枝头上扇动着翅膀,仿佛跳着形态各异的舞姿。

美丽的小精灵——蜻蜓

说起蜻蜓,大家应该都不陌生,在夏季的水面之上,几乎都能看到在空中翩翩飞舞的夏天小精灵——蜻蜓。

蜻蜓是食肉性的昆虫,也同样是益虫,苍蝇、蚊子、叶蝉、虻蠓类和小型蝶蛾类等多种农林牧业害虫都是蜻蜓食谱上的美食。

不 仅 如此, 蜻蜓还是著名的“水质检测员”,蜻蜓只能够生存在水质较好的环境中,要是水质不够好,对于蜻蜓来说简直就是灭顶般的威胁,因为蜻蜓的幼虫必须在水中生存六个月的时间才能够蜕变至在空中飞翔,如果水质不好,蜻蜓的幼虫在水中难以生活,自然在此地也就看不到蜻蜓的身影了。

蜻蜓有着硕大的复眼,敏锐的视力,优秀的捕猎能力,主要吃空中飞舞的蚊子,因此也被称为“蚊鹰”。

其实,在生物分类学中,蜻蜓是“蜻蜓目”的统称,根据生活习性和形态特征不同,还分为束翅亚目、间翅亚目、差翅亚目。已知的蜻蜓约有3012种,隶属于11科348属。我们生活中常见的蜻蜓,多数都是差翅亚目下的蜻科和蜓科。也就是说,“蜻”和“蜓”实际上是不同的。

蜻蜓的祖先最初出现于泥盆纪。大约到了3亿年前石炭纪时期,大气含氧量比现在还要高,蜻蜓开始变得巨大,巨脉蜻蜓翼展达75厘米。大约经过5000万年,从二叠纪中期到晚期,大气含氧量减少,蜻蜓的身体开始缩小,就这样度过几亿年甚至逃过了大灭绝。

蜻蜓目属于不完全变态的水生昆虫,广泛分布于世界各地,热带和亚热带地区种类最多。在昆虫纲中容易被辨识,头部、胸部和腹部分节明显。具有硕大的复眼,短小的触角,细长的腹部和狭长的翅,翅脉密集并在前缘脉中央具翅结。由稚虫蜕变至成虫的阶段中,不需经历结蛹的过程。它们一生只经历三个阶段:卵、稚虫及成虫。蜻蜓稚虫是水生的,但部分晏蜓稚虫能在无水的环境存活一段时间,而成虫则是具飞行能力的陆生昆虫。

蜻蜓主要分为差翅亚目和束翅亚目。差翅亚目是指一群体型较大且粗壮、停歇时翅向体侧展开的种类,前后翅的形状不同,面部显著,额隆起。雄性腹部末端具有1对上肛附器和1个下肛附器。主要依靠直肠鳃进行呼吸。我们常说的蜻蜓一般属于差翅亚目。

束翅亚目是指一类体型相对较小且纤细的种类,停歇时翅合拢竖立于胸部背面。面部不明显,未显著隆起,前后翅的形状基本相同。雄性腹部末端具有1对上肛附器和1对下肛附器。主要依靠尾鳃进行呼吸。我们通常把束翅亚目称为豆娘。

除了上述两个亚目,还有间翅亚目,其体态集合了差翅亚目和束翅亚目的特征。前后翅形状相似,似豆娘,但身体粗壮似蜻蜓。目前本亚目仅包含1科1属,全球已知4种,其中2种的身份存疑。该亚目被认为是古代蜻蜓现存的唯一后裔。

凶猛的水生昆虫——蜻蜓幼虫

蜻蜓幼虫顾名思义就是蜻蜓繁殖过程中的幼虫,称水虿,是对昆虫纲蜻蜓目昆虫稚虫的一种统称。蜻蜓在繁殖季节会在水中产卵之后孵出幼虫,虫子的大小因蜻蜓的品种不同而不同。体色一般是暗褐色或暗绿色,外形与其成虫类似,区别是无翅、没有性成熟。潜伏在溪池泥底或残枝败叶下,肉食性,性情凶猛,喜欢捕食小型水生昆虫及它们的幼虫,大型的水虿甚至可以捕食小鱼和蝌蚪。水虿依种类不同而有不同长短的生长期,最短的可能一个月就羽化为成虫了,普通种类约1-3年,最长的则要7-8年才能完全成熟。到达终龄时,它们会选择在夜色降临后爬到水边的树枝、水草上进行羽化——褪去外壳,变成真正的蜻蜓。期间约需经过8-14次不等的脱皮,羽化的过程是最令人激动的,刚褪出时颜色浅浅的,翅膀软软的,然后慢慢变硬、展开翅膀、颜色慢慢变深。

无论哪个亚目的蜻蜓幼虫都是肉食性,都有一个适于捕食的特化下唇,离猎物足够近的时候,幼虫会快速伸出其下唇,并张开下唇须叶将猎物包裹起来,再把下唇缩回原来的位置,将猎物送回口腔中。它们通常会捕食各种小型无脊椎动物和脊椎动物,甚至会捕杀同类。

浪漫而残暴的“爱心”交配

夏天经常能够在水面上看到传说中的“蜻蜓点水”,蜻蜓点水并不是蜻蜓觉得好玩,也不是蜻蜓口渴想要喝水了,而是蜻蜓在产卵,在交配之后雌性蜻蜓就会将卵产在水岸边的植物上,或者是将卵产在水中;当然也有像轰炸机投弹一般,直接在水面上方产卵使之犹如炸弹一般掉落水中。

许多人都不知道蜻蜓是怎么交配的,其实蜻蜓的交配姿势挺浪漫的,雌性蜻蜓与雄性蜻蜓会首尾呼应摆出一个爱心的姿势。虽然交配的姿势十分浪漫,但是交配过程就比较残暴了。

通常只有雄性蜻蜓中最厉害的“飞行员”才能获得与雌性交配的权力,蜻蜓的飞行速度可达10米/秒,几乎刚好是人类奔跑速度的极限。

每只雄性蜻蜓都在腹部末端和足部后面有着两套生殖器官,这也是蜻蜓交配的必备设施,在昆虫界算是独一无二的存在。在交配之前,雄性蜻蜓都要做好自己的准备措施——“自我传精”。当雄性蜻蜓做好准备之后,它就会开始寻找合适的雌性蜻蜓,然后用它的尾部抓住雌性蜻蜓的颈部,仿佛数据传输一般。要是雌性蜻蜓欣然接受了雄性蜻蜓的“数据连接”,它就会将自己腹部卷起,尾部翘起,接近雄性蜻蜓,形成“爱心”的交尾姿势。

至于为什么要选择“爱心”这样的交配姿势,科学家得出了一种解释。蜻蜓是一种食肉性的昆虫,在昆虫界,许多的食肉性昆虫都有着吃食配偶的习性,如蜘蛛、螳螂。雄性蜻蜓为了保护自己的安全,只能使用尾巴紧紧抓着雌性的颈部,这样才能够“距离产生美”。

虽然看似很浪漫,其实蜻蜓的交配却很残忍。

为了牢牢地抓住雌性,雄性蜻蜓尾部甚至会刺破雌性蜻蜓的脑部,基本经历完交配的雌性蜻蜓都是伤痕累累。

心大一点的雄性蜻蜓在交配结束之后就会飞走,留下雌性蜻蜓独自产卵。雄性蜻蜓在交配之后以为完成任务了飞走,却给了其他雄性蜻蜓可趁之机,它们会抓住雌性蜻蜓强迫交配。为了保证自己的基因能够流传下去,后来的雄性蜻蜓会使用身体部位将之前的雄性蜻蜓精子挖出,再留下自己的精子。有心眼的蜻蜓绝对不会给予其它的雄性蜻蜓可趁之机,它会牢牢地抓住雌性蜻蜓,这样的姿势会持续至雌性蜻蜓产下卵为止。这样的行为能够守护雌性蜻蜓免受其他雄性蜻蜓的骚扰,也能保护雌性蜻蜓安心的产卵。

雄性蜻蜓为了繁衍后代对待雌性蜻蜓极为残忍,许多的雌性蜻蜓在交配期之后身上都会留下许多个孔洞,甚至一些蜻蜓还会被淹死。当然雌性蜻蜓也不会坐以待毙,它也有自己的小机智。在第一次交配之后,雌性蜻蜓一旦遇到其他雄蜻蜓的性骚扰且无法甩掉其跟随时,就会装死——在空中突然停止飞行,落到地面上装死,雄性蜻蜓看到这场面会瞬间失去兴趣,从而去寻找新的目标,雌性蜻蜓也能够由此逃过一劫。

曾经的“巨无霸”

相信大家小时候都有这样的经历,在夏天傍晚的水塘边用网兜抓无数只蜻蜓。找到腹节处,接着拴上一根细线让它只能在原地打转,然后可以不亦乐乎地拎着玩一个晚上,享受着驯服的快乐。

然而你们有没有想过倘若有一天,昆虫变得跟人差不多一样大,对于患有“昆虫恐惧症”的人来说简直是一场噩梦。或许大家会说这只可能发生在好莱坞科幻片里吧!可是你或许还不知道,三亿年前的石炭纪,如今在我们面前这些微不足道的“小东西”一个个都是实打实的“巨无霸”。

位于法国国立自然史博物馆的巨脉蜻蜓标本,巨脉蜻蜓是3亿年前的一种巨型昆虫,和现代蜻蜓有亲缘关系。

蜻蜓曾称霸于天空和陆地之间,任何体型小于它们的哺乳类、两栖类等动物都是它们的腹中之物。假如有一天发明出“时光机”,穿越回石炭纪,那么很可能被一脚踩死的就是我们了。听起来好像有些讽刺,但在那个被称之为“巨虫时代”的年代,地球上可是孕育出了食指长度的蚊子、1.55米长的千足虫、2.6米长的巨型蜈蚣还有翼展超过1米的巨型蜻蜓等仿佛受到了核辐射洗礼的巨型节肢动物。特别值得一提的巨型蜻蜓是地球诞生以来演化出的最大的昆虫。

看到这,你们肯定又会问,既然能称霸于陆空之间,那为啥到了三亿年后的现在,蜻蜓们居然愿意“自甘堕落”,体型缩小至祖先的十分之一?其实它们也不愿意变得那么小,只是环境的剧变导致它们再也长不回去了。

为何越活越小?

三 亿年前的石炭纪,大部分陆地都位于热带地区,植物空前繁盛,空气的氧浓度高达3 5%,比现在的2 1%高了不少,许多节肢动物通过遍布全身的微型气管直接吸氧,而不是像我们哺乳动物只能用血液间接地吸收,所以高氧的环境能促使它们越长越大,继而成为那个时期的霸主,反之在氧浓度没那么高的今天也就比较容易解释为什么它们越活越小了。当然氧气含量只是一个重要的原因。

另一个原因是为了躲避天敌。后来地球上演化出了专门克制它们的动物,体型太大的话容易变成别人餐桌上的美味,惹不起,难道还躲不起吗,所以它们就主动给自己照了“缩小灯”。

身体进一步缩小之后它们发现了小也有小的好处,体型小便于隐蔽,于是开始全球扩散,几乎占领了地球上的每一处生态位置,成为了演化史上最成功的一类动物。

为什么现在很少见到蜻蜓?

大家可能注意到了,小时候下雨前后会有很多蜻蜓,但是现在城市里蜻蜓比较少见,哪怕是下雨也没有几只。那种“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”的景象很久没有见到过了。蜻蜓作为环境指示生物,在全世界的数量都在下降。栖息地的减少和污染固然是导致蜻蜓数量下降的重要因素,但另一大因素说出来你可能不信,那就是玻璃窗、马路和汽车。

蜻蜓是依靠水平偏振光找到水源的,因为在人类出现前的世界,能产生水平偏振光的就只有水而已。但是人类来了以后一切都不一样了。工业文明后出现了越来越多能够产生偏振光的人造物,比如太阳能板、玻璃墙面、汽车玻璃、柏油路面,还有水平的黑色墓碑。

更惨的是,水生昆虫喜欢高偏振度。和人造物的偏振度相比,自然水体的偏振度很低。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虫。蜻蜓很容易受到柏油路、黑色塑料大棚、深色汽车、深色墓碑、深色玻璃以及太阳能板发出的水平偏振光的影响,撞到上面,最终逐渐走向灭门。

当然,被人造偏振光迷惑的不仅有水生昆虫,一些脊椎动物,比如棕硬尾鸭、普通潜鸟、褐鹈鹕等水鸟也常被发现在柏油路、停车场上一脸问号地瞎晃。

虽然我们现在还不确定人造偏振光是否能让一个物种灭绝,但蒙大拿大学的生物学家提出,水平偏振光对水生动物的吸引力是资料最为翔实有力的生态陷阱,偏振光污染成了生态学中的一个重要课题。

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