书城科普读物科学奥秘丛书-昆虫乐园
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第3章 昆虫的生活(3)

人类的各种活动对昆虫的生活和数量有着密切的关系。采伐森林,开垦荒地,深耕锄草,疏浚河道,引水灌溉,修筑堤坝,排水防涝,改良土壤,改良和培育抗虫品种等活动,使整个地区自然面貌发生了变化,改变了昆虫生活环境的自然条件。这些变化使原来的害虫得不到食料,或者不能适应新环境而被自然淘汰掉。同时,也可能有一些害虫,因新的环境对它们的生活更为有利而大量繁殖起来。引进有益昆虫和害虫的天敌,也会改变一个地区昆虫的种类和数量。另外由于人们的往来,或国际国内的贸易活动,苗木、种子的调运,使这一地区的害虫被带到另外其他地区,造成人为的传播。例如棉红铃虫,我国原来没有这种害虫,自从被人为地从国外传入我国以后,已经传遍了全国各棉区。危害苹果的棉蚜从1914年随苹果苗木传入我国以后,现在也有少数地区的苹果树遭受危害了。因此,害虫检疫显得格外重要。

昆虫的蜕皮是怎么回事

昆虫在发育过程中有蜕皮的现象。昆虫为什么要蜕皮呢?原来昆虫的外骨骼不能随着身体的长大而长大,使身体内的组织器官的生长受到了限制。因此它们要蜕去变小的旧壳。昆虫刚蜕皮后,在新的表皮层还未加厚、硬化之前,身体可以增大,所以,处在生长发育过程中的幼虫蜕皮次数较多。

昆虫幼虫是怎样蜕皮的?最初,幼虫停止取食,找个合适的地方,用足紧紧地抓住。过一段时间,等新的表皮层形成之后,它就用力收缩腹部的肌肉,同时吸进空气,使胸部膨胀向上拱起,用来压迫旧头壳和胸部背上表皮层特别脆弱的地方,以便把旧头壳顶下来,或者在背上裂条缝,然后靠着身体的蠕动,先把头和前胸从旧壳中脱出来,接着慢慢地把胸部、腹部的旧皮脱掉。因此,我们平时看到的昆虫幼虫蜕下来的皮是一个背部有裂缝的空皮筒。

昆虫蜕皮需要多少时间?因昆虫的种类而不同。有的只需要几分钟,如蚜虫。有的需要1~2小时,如蝈蝈。有的需要的时间更长。

昆虫的两类眼睛

昆虫的头部一般都长有单眼和复眼。蝗虫头部的两侧有一对复眼,复眼之间有三个小小的隆起,那就是单眼。

假如把蝗虫的复眼用胶封住,然后把它放在一个四周封闭,只在一侧开了一个小洞(小洞的大小能够让蝗虫出去)的盒子中,这时,盒子中的蝗虫就能够从洞口爬出去。如果再将它的三只单眼也都用胶封住,在封闭盒子中的蝗虫就很不容易找到出去的路了。这个实验说明,单眼具有感受光线强弱的能力。

各种昆虫的单眼数量都是不相同的,蝗虫、蜜蜂、蜻蜓、苍蝇等有3个单眼,椿蟓有2个单眼,而金龟子、菜粉蝶等却一个单眼也没有。单眼在昆虫的视觉上只起辅助作用。

在昆虫视觉上起主要作用的是复眼。复眼不仅能识别物体的形象,还能辨别颜色,特别是运动着的物体的形象。

昆虫的复眼是由许多小眼组合而成的。各种昆虫的复眼上的小眼数目也不相同,最少的有5~6个,复杂的可达几千个甚至几万个。例如家蝇的复眼有4000个小眼,蜜蜂中的工蜂的复眼有6300个小眼,而蜻蜓的复眼则是由20000个小眼组成的。人们模仿昆虫复眼制成了“偏振光天文罗盘”,解决了航海上的导航问题,还制成了“蝇眼”照相机,这种相机一次就能摄到1000多张清晰度很高的照片。

苍蝇的“振动陀螺仪”

一只小小的苍蝇,居然能够一直不停地飞行好几个小时,每小时可以飞行20公里。它还能直向上升、垂直下降、急速掉头、定悬空中,目前苍蝇的这些绝招是现代飞机都无法做到的。

苍蝇在飞行上的这几手绝招,是由于平衡棒在起着作用。平衡棒可以调节前翅的运动,保持蝇体的紧张性,使苍蝇能腾空一跃而直接起飞。它能控制蝇体的平衡,能校正蝇体的倾斜和偏离航向。苍蝇飞行时,平衡棒以一定的频率不停地振动着。假如把它的平衡棒切掉,苍蝇就会东冲西撞。可见,平衡棒是苍蝇的天然的“振动陀螺仪”,起着导航作用。

科学家根据苍蝇平衡棒的导航原理,研制成了一种小巧的新型导航仪器——“振动陀螺仪”,已应用在火箭和高速飞机上,保证了飞行的稳定性,并且实现了自动驾驶。

世界上最大与最小的昆虫

目前世界上最重的昆虫是热带美洲的巨大犀金龟(鞘翅目犀金龟科)。这种犀金龟从头部突起到腹部末端长达155毫米,身体宽100毫米,比一只最大的鹅蛋还大。其重量竟有约100克,相当两个鸡蛋的重量。另外,巴西产的一种天牛(鞘翅目天牛科)体长也有150多毫米。但从体长上来说,最长的昆虫是生活在马来半岛的一种竹节虫,其体长有270毫米,比一枝铅笔还要长。

目前世界上最小最轻的昆虫是膜翅目缨小蜂科Mymaridae的一种卵蜂Alaptus magnonimus Annandale,体长仅0.21毫米,其重量也极其轻微,只有0.005毫克。折算一下,20万只才1克,1000万只才有一个鸡蛋那么重。

昆虫的防卫方式

昆虫是很多其他动物的食物——包括其他昆虫!所以它们有各种方法防止自己被吃掉。最明显的方法就是逃跑。有些昆虫遇到一点点危险的征兆,不是立即飞走而是快速跑掉,例如蟑螂。还有的昆虫会立即跳走,例如蟋蟀和跳蚤。有些昆虫对于捕食者来说很不好吃。通常不好吃的昆虫颜色鲜艳,以警告其他动物别吃自己。还有的昆虫碰一下就会发出难闻的气味,一些甲虫就用这种方法自卫,它们也有硬壳作为保护。

黄蜂和蜜蜂都有螫刺,能用来攻击任何威胁,它们巢穴的动物,只有雌性有螫刺。食蚜虻和蜂形天牛有黑黄条纹,长得很像黄蜂,但是没有螫刺。其他动物不知道这一点,所以不敢去碰它们。许多蚂蚁也有螫刺。一些没有螫刺的蚂蚁能喷出酸,可喷25公分远。一些蛾的幼虫也能喷酸。

最好的躲避攻击的方法就是不被发现。许多昆虫有很好的保护色,它们的条纹和颜色与周围的环境相混,很难分辨。还有的昆虫假扮别的东西伪装自己。一些昆虫看上去太像树叶了,有时竟然被吃叶子的动物咬上。一些毛虫看上去几乎就是鸟类。

昆虫是怎样发出声音的

昆虫发出的声音,有长有短,有高有低。即使是同一种昆虫发出来的鸣叫声,也不会是同样的音律。那么它们怎样“弹拨琴弦”和“调音定调”的呢?这就得先从每个昆虫的发出声音的器官的构造和声音的来源说起。

人们常说蟋蟀是振翅而鸣,确实如此。蟋蟀成虫的胸部,长着两对发达的翅,前面的一对翅膜较厚,叫做复翅。翅的两侧向下弯曲,分别覆盖住腹部的背面和两侧,后翅较薄,平时像一把柔软的折扇,折叠起来隐藏在前翅下面,不易见到。在雄性中复翅的中部内上方,生长着发达的发音器官,而雌蟋蟀的复翅却没有发音器官,而且翅也较短,腹部末端除与雄蟋蟀一样有两根带毛的尾须外,还拖着根矛头状的产卵管。雄蟋蟀的发音器官,是由复翅上的音锉和刮器两部分组成。音锉长在前翅基部一条斜翅脉上,上面顺序排列着数十个像锯子一样的小齿。刮器则长在音锉前下方,是一条比较坚硬的翅边。蟋蟀鸣叫时,总是右复翅盖在左复翅之上,两个复翅高举在背上成45°角,然后由胸肌牵动两翅,不停地张开又闭合,这样两个翅上的刮器,便与相反方向翅上的音锉产生摩擦,造成复翅上的镜膜震动,发出清脆的鸣声。音律的高低与长短,由刮器对音锉的刮击轻重和连续性来调节。刮击的程度重,复翅上镜膜的震动强度大,频率快,发出的声响就大;连续刮击,音节长,时而间断就音节短。刮击有轻有重,有断有续,这样便会演奏出优美的旋律来。

螽斯科的发音器官的构造,音节的调奏方法与蟋蟀大致相似,所不同的是,螽斯的左复翅总是盖在右复翅上,复翅上的镜膜更为宽大和透亮,这样就提高了共振效果和音量强度。螽斯的身体较大,相对来说音锉也较长,但锉齿稀而大。不同种类的螽斯在1毫米长的音锉上有齿突十几个至三十几个不等,这就使音锉与刮器间的距离拉长,因此,不但鸣声响亮,音节也更曲折。螽斯的胸部发达,鸣叫时复翅的振动快,因而发出的声音中,有一部分音波频率每秒钟能高达63000次,而且正是人耳能听到的频率范围;但还有部分音波频率较低,人们难以听到,也就难以与人沟通语言了。

蝉类的歌声洪亮,是因为它们的发音器官在构造和部位上别具一格。蝉的发音器官,所生长的部位确实与蟋蟀、螽斯不同。它们的发音器官生长在腹部腹面第一节的两侧。最先能用肉眼看到的是两块半圆形的黑色盖板,全部发音机能便都隐藏在盖板下的洼槽中。洼槽上面的空腔,叫做共振室,起着扩大声音强度的作用。共振室后面有块像镜子一样的平滑薄膜,叫做镜膜,这是蝉的听器。在盖板下面的上前方,有着既薄又脆,但很结实的膜,蝉的发音器官叫做声鼓,这才是蝉的真正的发音器官。当蝉要鸣叫及调整鸣声的高低和节奏时,除借助腹部的不断起伏外,就要依靠声肌收缩的快慢和强弱来决定,收缩快音节就短,收缩慢音节就长;收缩的强度大,声音就高,相反就低。故有“蝉以肋鸣”的说法。

萤火虫为什么会发光

夏日的夜晚,在灌木和草丛中,在矮树林里,在稻田边,你常会看到那些不断升起的点点淡黄和淡绿色的闪光,那就是萤火虫点亮的一盏盏小灯笼。

其实萤火虫并不是因为人们爱看,才点亮它们的“小灯笼”的,萤火虫的闪光是这种小动物的“求偶信号”。只要你仔细观察就会发现点点流萤不是在毫无目的地飞行,可能刚才还是单独一个,忽而就会成双成对,前后追逐。如果你再仔细看,还会发现,先是雄性萤火虫发出寻找配偶的闪光信号,雌性萤火虫看到后就会发出信号回答,凭着这种奇特的“闪光语言”,雄萤火虫就可以找到雌萤火虫了。

萤火虫为什么会发光?这是由于在雌雄性萤火虫的腹部内,有一个发光器。萤火虫是一种小昆虫,体长约10毫米,它的发光器就更小。发光器是一个扁平的光盘,里面有着极精巧的结构,主要由发光细胞层和反光细胞层构成。发光细胞里面,含有荧光素和荧光酶两种物质。荧光酶是发光的催化剂,在它的作用下,荧光素在细胞里的水的参与下,和氧化合而发出荧光(氧气是通过一些微小的气管进入细胞内的)。供给这种发光反应用的能量,是萤火虫体内的一种高能化合物三磷酸腺苷(ATP)。