昆虫的变态
所谓变态,是指某些动物在幼体发育为成体的过程中,身体的外部形态、内部生理结构,以及生活习性所发生的一系列显著的变化。在动物界中,昆虫类的许多动物都要经过变态过程才能发育成成体。此外,两栖动物中的蛙类也要经过变态过程才能从蝌蚪变为成熟的蛙。
某些昆虫要经过卵、幼虫、蛹、成虫4个时期,这称为一个完全变态的过程。幼虫与成虫在外形上有着极大的差异,它没有翅膀。幼虫长大之后,就停止活动,并生出一层坚韧的外壳,叫做蛹。蛹要经过几天或持续数周的休眠,在里面,它的躯干组织破裂,然后重新长成一个成年昆虫的形状。
经过完全变态过程的主要有蛾、蝶、蚊、蝇等。
蝴蝶是一种非常漂亮的昆虫,然而它并不是从一出生就这么美丽的,它也要经历一个由“丑小鸭”到“白天鹅”的完全变态过程。
蝴蝶一次产卵的数量从几百个到几千个不等,卵呈球形或半球形,多散产于枝梢、芽苞、叶片等暴露的地方。卵的表面有的光滑,有的粗糙,有红、黄、蓝、绿、白等多种颜色。卵期一般来说都很短,夏季一般为3天,秋季一般为7 10天。卵在壳内发育到一定时期则变为幼虫。幼虫体弱细长,表面很光滑,绝大多数对植物的种子或树木有危害。幼虫每蜕一次皮便增加一个龄期,经过5个龄期便长大了。当进入最后一个龄期的时候,幼虫便开始化蛹吐丝做蛹台。
蝴蝶或蛾的幼虫到蛹的变化
蚕吐丝的过程
蛹期是蝴蝶的转变期,这个过程也叫做羽化。再过一段时间,蛹期结束,蝴蝶便破蛹而出,一只体态优美、色彩斑斓的蝴蝶就这样诞生了。蝴蝶是它的成熟期,也是它的繁殖期。蝴蝶的生命从产卵开始,经过幼虫、蛹期到成蝶死亡,长的达1年,短的仅1个月,而从羽化到死亡只有短短7天。这段时间对蝴蝶来说是极其宝贵的,因为在这短暂的一周中,它们既要忙着获取营养,又要忙着寻找异性交配、产卵,以繁衍后代,延续种族。
蝴蝶变态的过程中充满着许多危险,为了能够生存下来,成虫、毛虫或蛹都有独特的自我保护方法。毛虫依靠身上的刺状鳞甲或摆出威胁性的动作吓退进攻者。成虫则以自身的警戒色来警告敌手。
蚕是最常见的完全变态昆虫,蚕的一生要经过多次形态的变化。春天,幼小的蚕宝宝出世了,这时它们要吃大量的桑叶,储蓄能量,经过一次又一次的蜕皮过程,身体不断长大,这一阶段就是它的幼虫阶段。当蚕宝宝的幼虫长到足够大的时候,它们便开始吐丝结茧,身体逐渐变成深褐色,这就是蛹。躲在蚕茧里的蚕的身体继续发生着变化,到了一定的时候,它们便会化为飞蛾破茧而出,然后产下许多卵。第二年春天,这些卵又会被孵化为幼虫,开始了一段新的生命循环。蚕作为一种完全变态的昆虫,一生要经历4个明显的阶段:幼虫、蛹、成虫和卵。
萤火虫也是一种完全变态的昆虫,属鞘翅目萤科,体长1 2厘米。萤火虫的一生也要经过卵、幼虫、蛹和成虫4个时期。每年的6 7月,是成虫交配繁殖的季节。交尾之后,雌虫地里化为蛹。经过20天左右,蛹变为成虫。成虫呈棕红色,胸部微红,外表色彩斑斓,身体每一节的边沿都点缀着两粒鲜红的斑点。多数种类的成年萤火虫终日不吃东西,急急忙忙地求偶、产卵,忙了20天左右,便结束了它们短暂的一生。
蓝色大闪蝶的蜕变过程
春蝉身长35毫米。4~6月间,会在松树林里“格依——格依——”地鸣叫。
除了完全变态的昆虫外,昆虫界还有不少种类的变态过程。只有卵、若虫和成虫3个阶段,没有蛹期,称为不完全变态。
最常见的是蝗虫、蝉和豆娘。它们从卵里孵出来时叫做若虫,就是小型化的成虫,没有翅膀。为了长大,若虫必须蜕掉包裹在它躯体上的硬皮(外骨骼),它的一生要蜕皮20多次,才逐渐变成成虫。
蝗虫是一种危害极大的农业害虫,它们聚集在一起,顷刻之间就能将一大片农田吃得干干净净。蝗虫属于不完全变态昆虫,它的卵孵化出若虫,个子较小,翅膀发育不全,然后经过数次蜕皮,若虫渐渐长大,翅膀长全,变为成虫。灭蝗的工作应该利用蝗虫生长的这一规律,在其处于若虫阶段就进行综合防治,如在秋耕时破坏其冬卵的越冬条件或施放药物等,才能取得成效。
蝉也是不完全变态的昆虫。蝉喜欢将卵产在干的树枝上,每次约产三四百个。卵要经过一个漫长的冬天,直到来年夏天才会孵出幼虫。幼虫很小,像条小鱼。它用鳍一样的前足支撑纤弱的身体,从树皮的缝隙中爬出来,开始蜕皮。蜕下的皮形成一条有黏性的长丝,丝的一端连着小如芝麻的幼虫。幼虫在这根丝线上先尽情地享受一次日光浴,等身体变硬后,就顺着垂下的细线滑落到地面,寻找柔软潮湿的地方,开始漫长的地下生活。此时,它靠吮吸地下植物根中的汁液生长发育。幼蝉在洞中要待上若干年,最长的可达17年。发育成熟的幼蝉,会在夏季七八月份的傍晚爬出地面,沿树干爬到树上,开始蜕皮。旧皮从背部裂开,头部先钻出来,然后是腿和翅膀,最后它们会在空中翻转,使最后的连接点脱离,同时前爪及时钩住旧皮,蜕化为带翅膀的成虫。
刚蜕化的蝉,体色呈乳白色,然后逐渐黑化,直到天亮,虫体完全变黑,翅膀长硬以后,才可飞去。几天后,成虫达到性成熟,雄蝉便会用声鼓鸣叫以吸引雌蝉。雌不会鸣叫,但对同类的呼唤相当敏感,听到雄蝉的呼叫,便会自动靠拢进行交配。成虫在地上只能生活1个月左右,生命很短促。
除完全变态和不完全变态外,昆虫中还有增节变态、无变态(表变态)、原变态等变态类型。
正在进食的蝗虫
不完全变态的代表——豆娘成虫的形成过程
法布尔昆虫趣谈昆虫的毒素
通过之前的实验和研究,在毛虫使人产生痒痛的问题上,我们已经了解到两点。虽然我们了解到的内容实在有些少,但至少是一点进展。
首先,我们明确了昆虫的毒素不是来自毛虫的浓毛,在引起人们皮肤痒痛方面,毛皮只是个配角。昆虫毛皮将毒素和碎的毛粉尘贴在我们身上,让我们的皮肤饱受折磨;风一吹,粉尘就四处飘散。既然毒素不是源于浓毛,那么是否来自毛虫的某种特别的腺体器官呢?我想,或许毛虫就像膜翅目昆虫一样,拥有一个制作和分泌毒素的腺体器官。但是,通过解剖我们发现,引起痛痒的毛虫和良性毛虫的器官结构相似,并没有什么特别的器官。
我推测,既然不能确定毒素的准确来源,那么它就有可能存在于全身,是否会像高等动物一样,以尿素的方式存在于血液中呢?当然,这只是我们的推测,到底是不是事实,还是让我们用实验来证明吧!
这次的实验对象是松树上爬行的毛虫,我用针从五六条毛虫身上取得了几滴血,并用血浸湿一小块吸水纸。我用不通水的绷带把这块吸水纸贴在我的前臂上,接下来就是焦急的等待。实验的结果在夜晚降临,我在疼痛中醒来,我皮肤上的肿胀、瘙痒、灼热感以及脓疮,它们告诉我:松毛虫的血液中确实含有毒素。
这些毒素让我的身体遭受折磨,可是我却为这种苦痛感到高兴,因为它用特别的方式证明了我推测的正确性,也让我们能够在此基础上更进一步。血液中的毒素不是参与器官运转的活性物质,而是生命有机体的废弃物。如果我的推测是正确的,那么我们将在松毛虫的粪便中再次找到这种毒素。
现在,我要在我的手臂上进行新的实验了。我将一点松毛虫的干粪在乙醚里浸泡了一两天,溶液变得脏又绿;溶液经过过滤和自然蒸发,浓缩成几滴。我用这几滴液体浸透一张一折为四的吸水纸,然后将它贴在我前臂内侧细嫩的皮肤上;再用不透水的胶布盖在上面,保证毒素不会减少;最后用绷带绑紧。结果究竟如何,让我们耐心等待吧。
这只雌性长角圆蛛橙褐色的体色在警告它的敌人:它们的味道很差。
真理伴随着疼痛一齐降临,为了探寻这小小的毛虫使我产生痛痒的原因,我付出了巨大的代价。下午,我将吸水纸放在手臂上;当天的整个晚上,瘙痒令我煎熬难挨,刺痛和灼烧感折磨着我,让我每时每刻都有冲动把这块吸水纸揭下来。第二天,在与这块让我痛苦的吸水纸接触了20个小时之后,我终于把它拿下来了。
这些热带毛虫带有长刺,可以保护它们免受鸟类攻击。
不过,痛苦没有因此而停止。由于我用量太多,毒液蔓延到纸片四周的地方,皮肤红肿、起皱、灼痛甚至坏死。第三天,肿胀加剧,扩展到整整一大块肌肉里;创口呈胭脂红色,并向四周扩散,随后出现液体外渗现象;瘙痒更加厉害,让我辗转反侧,彻夜难眠,不得不使用硼砂凡士林和碎布。
五天内,皮肤受损的部位出现了令人恶心的溃疡,以至于每天早晚给我换药的护士见到了都想呕吐。三个星期过去了,皮肤开始逐渐康复,但是脓疮在我的手臂上留下了红斑,红斑一直很红,持续了好长时间。又过了一个月,瘙痒和灼热还没有完全消退。最后,又过了半个月,除了红斑外其他症状都消失了,红斑逐渐变得轻微,三个多月之后才完全消失。
我为了找寻答案,让自己的身体尝尽苦痛,然而这并不会减少我寻得真理后的快乐,现在,我们距离答案更近了。实验证明,松毛虫的毒素是生命有机体的废弃物质,它一边形成一边随着粪便排出体外。粪便包含两部分,其中大部分是消化的残渣,还有一小部分是尿的残渣。至于毒素到底源自哪一部分,我们稍后再谈,先谈谈松毛虫为什么要产生使人痛痒难忍的毒素吧。
这些沾染毒素的浓毛是为了震慑敌人吗?未必,因为我知道许多例子能够推翻这种假设。比如说杜鹃,它非常喜欢食用毛虫,它的胃里装满了毛虫的毛,但是却毫发无损。再比如说皮蠹,它驻扎在松毛虫的丝屋里,以死毛虫为食,对食物身上的浓毛没有丝毫顾虑。可以说,涂抹了毒液的浓密毛发,对那些特殊的胃来说,并没有什么抵挡作用。
那么,这些毒素是为了自我保护吗?我认为答案未必是肯定的。在昆虫的社区内,装备着浓毛的虫子和裸露身体的虫子,并没有什么大的区别。和这些能够让人痛痒的虫子相比,裸露的虫子没有威胁敌人的浓密长毛,似乎更应该让全身浸满毒素。像松毛虫这样的虫子,并没有更多制作毒素来保护自己的理由啊!
既然,松毛虫的毒素是生命运转的废弃物质,那么也许所有毛虫,裸露的还是有毛的,都具有一种毒素。只不过,在身上装备长毛的虫子中,有些技艺高超或是具有某些我们还不确定的有利条件,它们通过痛痒使其他人知道自己身上带有毒素;而另一些,它们使用毒素的技艺还不到火候,所以我们才没有发觉。
下面,就让我们用实验找出这些尚未被发现的毒素吧。这一次,我选择了蚕,这种皮肤光滑、几乎完全无害的虫子。不过,蚕的无害只是表面现象。我用和处理松毛虫粪便一样的方法,将蚕的粪便用乙醚浸泡后浓缩成几滴,贴在前臂。相同的症状又出现了:瘙痒、灼痛、肿胀和溃疡,它们向我证明我前面的推理是正确的。这种令人的皮肤痛痒、溃疡的毒素,存在于所有昆虫的体内。
这次实验也让我找出村里养蚕的妇女前臂奇痒、眼睛红肿的原因。由于劳动时人们经常挽起袖子,当人们清理蚕沙、更换桑叶的时候,前臂难免要和蚕沙接触。而蚕沙中混有蚕的粪便,这种粪便给我的前臂带来的痛苦大家也都看到了。人们若是不注意,把手抬到眼睛上,这种肿痛瘙痒的痛苦便传染给眼睛了。至于蚕本身,是不会对人们造成损害的。