作者:陈尽虫
2020-04-13·阅读时长5分钟

三联中读的朋友们大家好,我是陈尽虫,毕业于中国农业大学,现从事研学旅行的相关工作。今天为各位读者带来一节颇有趣味的昆虫课,希望大家喜欢!
昆虫可以说是我们平时再熟悉不过的动物物种之一,它们与人类的关系紧密而复杂。昆虫的种类和数量都是生物界中最庞大的家族,从寒冷刺骨的荒原,到干旱缺水的沙漠,再到潮湿炎热的热带雨林,从天空到地下,陆地到湖泊,昆虫靠着它们强大的生存能力生活繁衍着,足迹几乎遍及每一个角落。
世界上的五大脊椎动物包括:鱼、两栖动物、爬行动物、鸟和哺乳动物,而目前已知的昆虫种类数量,要远远超过这五大脊椎动物的总和。相比于早期出现在地球上的远古生物,比如植物里的银杏、桫椤,动物中的龟鳖、鲟鱼等,没有一类能像昆虫这样,至今依然保持着丰富的多样性。让我们一起走进本次的昆虫小课,探寻昆虫能够在地球上如此繁盛的原因。
本小课的内容将从昆虫的形态、发育、色彩、栖息环境、生物学及与人类的关系这六个部分探索别有洞天的昆虫世界。
炎炎夏夜里,我们的注意力或多或少都会被嗡嗡叫的蚊子吸引,蚊子渺小的身躯、细长的腿脚及带有微小鳞片的双翅,是很多人对昆虫形态的初步印象,是它们非常其貌不扬。但是提到“三叶虫”这类化石动物,我们一定会对它们印象深刻,毕竟它们是5.3亿年前,寒武纪生命大爆发中的明星,它们的化石在世界各地都有发现,三叶虫身体背面分节的构造尤其令人印象深刻。因为三叶虫的出现,地球上从此有了身体分节的奇异动物,也就是分类学中的“节肢动物”。
在动物世界中,节肢动物的种类最多,分布最广,包括三叶虫、昆虫、蜘蛛、蜈蚣、虾和蟹等。昆虫属于节肢动物中的一类。

▲三叶虫化石(作者供图)
节肢动物中有很多我们熟悉的物种,比如虾、蟹。这两类动物的轮廓上看似不同,但都有一个节肢动物的重要特征,就是甲壳,也就是外骨骼。所有节肢动物都是骨头内有肌肉,这一点我们在餐桌上应该是最能体会的,而且这也正好与人类是相反的。
甲壳动物多数生活在海洋中,少数栖息于淡水,它们是构成水生生态系统的重要环节。在稻田中毫不起眼的水蚤也是甲壳动物的代表之一,它外形上极其简单,但身体构造上与昆虫一样是分节的。

▲身体有简单分节的水蚤(作者供图)
那脱离了水生潮湿环境的节肢动物是否更像昆虫呢?
树梢间结网的蜘蛛,石缝中穿梭的马陆、蜈蚣、蝎子,甚至灰尘中的螨虫,都是较为常见的陆生节肢动物,它们和昆虫常常被混为一谈。如果从足的数量判断,我们可以发现,蜘蛛、蝎子和螨虫有4对足,而蜈蚣、马陆则多于4对,因此它们只能称为昆虫的亲戚,而真正的昆虫则是3对,也就是6足。此外,还有一个有趣现象,昆虫的远亲们形态较为单一,比如不同种类的蜘蛛或蝎子长相都较为相似,给人一种大腹便便的模样,而蜈蚣、马陆都是细细长长,脚乱如麻。唯独具有六足的昆虫在形态上有72般变化,栖息地遍及地球的水、陆、空。

▲昆虫的亲戚——蜘蛛(作者供图)

▲昆虫的亲戚——马陆(作者供图)
昆虫的结构究竟有多精妙呢?
在中国古代的诗词中,对昆虫已有基本描述:“六足四翼,飞翔乎天地之间”。随着现代动物研究的发展,昆虫的定义更加精确,我们可以从它的身上发现1至6的数字特征,下面我们就分别来看看这些数字所代表的含义。
我们先来看看数字1,昆虫的外部形态具有对称性的特点,所以数字1代表的是昆虫的头或嘴。
昆虫“嘴”的正式称谓应为“口器”。具有切碎功能的咀嚼式口器是昆虫的标准配置,比如蜻蜓、蝗虫、叶甲等都有这样的口器;像吸管的虹吸式口器是蝴蝶、蛾类喝蜜汁时的专用工具;喜好血液的蚊子则具有针管似的刺吸式口器;而在人类眼里富有智慧的蜜蜂复合了咀嚼和吸取功能,进化出嚼吸式口器。正是通过这些多种多样的取食利器,让昆虫在食物上可以获得更多选择,从而奠定了繁盛的基础。

▲蝴蝶的虹吸式口器只有用时才伸出来(作者供图)
数字2代表的是长在头部、形似天线的一对触角。昆虫的触角是重要的感觉器官,具有嗅觉和触觉的功能,触角的形态也和昆虫的口器一样,有很多不同的样子。眼睛小的昆虫,比如如螽斯、蟑螂,它们的触角比较长,像丝线状;而眼睛大的昆虫,比如蜻蜓和蝉,它们的触角细小,像刚毛状;更奇特的触角要属蛾的羽毛状触角,为了弥补夜间活动视力的不足,它们的触角能在空气中,捕捉到同类释放的信息素,就像一台灵敏的探测仪。

▲螽斯的触角比其身体还长(作者供图)

▲天蚕蛾雄蛾的触角(作者供图)
数字3是指昆虫的身体结构。昆虫的身躯分为头、胸、腹三段,这是比其他节肢动物更高等的形态,每个部分都有明确的机能,各司其职。头部分布有摄食和视觉等感觉器官,胸部分布足和翅,算得上运动器官,腹部含有众多脏器,具有消化吸收、排泄、生殖和呼吸等功能。
数字4和6最简单,分别代表了昆虫翅和足的数量,就像古人诗中所讲的,真正的昆虫一般具有4只翅翼和6只足。
最后我们来说说数字5。如果从人体的结构推测,数字2代表眼睛,但是昆虫的眼睛可不仅有2只!多数昆虫还有单眼和复眼之分,比如蝉,头部两侧突出的复眼具有感受图像和光的功能,而两个复眼之间还能发现3个水晶般透彻,且仅有感光功能的单眼,但有的昆虫单眼退化,只留两只复眼,因此我们就粗略地将数字5代表昆虫的眼睛。
昆虫的复眼由很多的小眼面组成,小眼面呈六边形,每个小眼都是一个独立的感光单位,有多少个小眼就有多少粒晶体,从而昆虫的眼里都是各种小方格组成的拼凑图像,犹如从万花筒中看到的世界。昆虫小眼面的数目、大小和形状在不同种类的昆虫中区别很大。蚊子的复眼约有50个小眼,苍蝇的复眼有5000多个,而捕食性昆虫,比如蜻蜓的头部几乎被复眼占据,其中包含的小眼多达28000个,超大的眼睛配合头部的灵活转动,使得蜻蜓的视野接近360度,真正可以做到眼观六路。

▲蝉的两复眼间有3个水晶般的单眼(作者供图)

▲蜻蜓的复眼如水晶般迷人(作者供图)
我们从数字1到6,分别对应讲解了昆虫的身体特征,昆虫虽小,但看起来是不是很像一台结构精密的机器呢?然而在这6个特征中,只有六足才是昆虫区别于其他生物的重要特点,在适应多样性环境的长期演化中,昆虫的足不仅仅用来爬行,还具有更多功能,比如捕食、跳跃、挖掘、游泳、携粉等等。有翅能飞的两对翅翼,将昆虫的多样性推向更高的层次,飞行为昆虫在觅食、躲避敌人、扩散等方面带来了极大的便利,助力昆虫成为无脊椎动物中的佼佼者。

▲能从这只展翅欲飞的锹甲身体上,
找到1-6数字代表的特征吗?(作者供图)
本节课给大家讲解了节肢动物中昆虫的独特性、身体构造及功能,谢谢大家的收听。如果大家对课程有所疑问,欢迎在评论区给我留言。下一节,我将为大家讲一讲昆虫天天向上的成长。


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昆虫学者、生态摄影师。中国农业大学毕业,植物保护专业,主修昆虫学。富有热带雨林探险经验,拍摄野生动、植物达十年之久。曾三次进入西藏参与生物影像拍摄。已参编或主编多本生态科普类书籍,如《奇妙大自然》、《昆虫生态大图鉴》、《环喜马拉雅生态博物丛书》、《酷虫野趣—蜻蜓》等。摄影作品《空降特种兵》曾获第三届全国昆虫摄影比赛一等奖。
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