书城科普读物科学奥秘丛书-昆虫乐园
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第5章 昆虫的器官(2)

⑤携粉足:蜜蜂每天忙忙碌碌,来回穿梭在花丛中采集花粉和花蜜。它们用什么携带呢?经过长期的适应,它们的后足胫节特化得又宽又扁,上面有长毛相对环抱,专门用来携带花粉,被称作花粉篮。它的基节也有了专门的用处,比一般昆虫的基节要大,里面有10~12排横列的硬毛,用来梳刮在身体上的花粉。当辛勤的采集劳动结束后,一群群小蜜蜂满载花粉而归。这种足叫做携粉足。

⑥游泳足:龙虱、仰蝽等生活在水中的昆虫,能捕捉鱼苗作为食料,是养鱼业的大害。鱼在水中游得够快了,它们怎么能追上鱼呢?原来龙虱、仰蝽的身体接近流线型,很像只快速潜艇,中足和后足又长又扁,向里的一面还长着一排整齐的长毛,这四条腿就像四只划船用的桨,这样游起来就很快了。这种足叫做游泳足。

⑦抱握足:如雄性龙虱的前足附节特别膨大,上面还有吸盘状的构造,交配时用以挟持雌虫,这种足称为抱握足。

⑧攀缘足:生活在毛发上的虱类,跗节只有1节,最末一节为一大型钩状的爪,胫节肥大,外缘有一指状的突起。当爪向内弯曲时,尖端可与胫节端部的指状突起密接,构成钳状的构造,牢牢地夹住寄主的毛发。这种足叫做攀缘足。

足还有其他许许多多的妙用:一些蜂类前足胫节末端和第一跗节基部共同形成净角器,专门用来清洁触角,去掉黏着在触角上的东西;苍蝇足末端形成了爪垫,垫内充血,下面的凹陷就像个真空杯,垫上还有能分泌黏液的毛,所以苍蝇能在光滑的玻璃板上行走,不会打滑,甚至倒悬在天花板上也能自由移动。有些昆虫的“耳朵”(听器)就长在前足上,如大家喜爱的蟋蟀就是用前足上的鼓膜听器来接受异性的呼唤的。蛱蝶、苍蝇等足的附节还有感受味觉的功能。生活在阴暗的树皮下,岩石上的潮湿苔藓下的足丝蚁目昆虫,是用足来造丝,编织成坑道状的巢,在里面生活和繁殖,因而它们的足就有着特殊的构造。足丝蚁前足的第一跗节特别膨大,里面贮藏着110多个纱锭一样的丝腺体,好像是一台纺织机,每个丝腺体都是圆形的,丝腺体的壁内有一层细胞核,但没有明显的细胞分界,所以丝腺是合胞体腺,每个腺腔被原生质直接变成的分泌物填满,分泌物沿着扁平的细胞腺管向外流出,腺管开口于细长表皮突起的顶端。当液体状的分泌物从腺管排出后,与空气接触即成为编织坑道用的丝。这种造丝的腺体在脱皮时会周期性地更新。足丝蚁的一生中尽管要经过几次脱皮,但足上造丝的功能不会减退。昆虫中除成虫外,不少种类的幼虫靠足爬迁的能力也很强。粘虫大发生时,其幼虫为了寻求食物常成群结队向着一个方向爬行,所到之处,禾苗为之一空,一夜之间往往可转移上百米的距离。小地老虎严重发生时,也可见到同样现象。

昆虫的足不但有爬、跳、捕、挖的各种本领,有些种昆虫足的拖拉力和抓力也很惊人。一只仅有6克重的小甲虫,可是它用足拖的物体重量(在一辆轻便的四轮小车上)却有1.093公斤,比这只小甲虫的体重要大181倍。一匹体重700公斤的健壮马,在好的路面上也只能拖得动3.5吨的货物,相当于体重的5倍。人的牵引力大致也只有体重的5倍。而一只蚂蚁却能轻而易举地把超过体积和重量1400倍的食物或筑巢材料施入自己的巢中。一只老熟期的大蠼螋体重仅有0.5克,如果将一辆170克的玩具小空车,用线拴在它的身体上,能用三对足很轻松地拖着走,当把车上的物品增加到265克时,它仍能勉强地拖动,如果拿这只蠼螋的重量(0.5克)去除它所拖动的小车和里面所装东西的总重量,把得数四舍五入后,便可得到一个破天荒的数字——530倍。

昆虫的足大都很细小,因此也很难想象它们能用足上脆弱的爪子抓起很重的物体来,有人为了证明昆虫足的抓力,曾做过这样的试验:用一根线在蜻蜓的胸部缠上一圈,把它悬挂起来,然后放一块粗糙的重物让它抓住,结果发现蜻蜓能抓起相当于体重20倍的物体达10分钟之久。用同样的方法做试验,螳螂能抓起324克的重物,比它的体重大53倍。大蠼螋能抓起52克的重物,比它的体重大104倍。

知道了昆虫足对自然环境的适应,了解不同昆虫足的形状,就可以大致知道某些种昆虫生活在什么环境了。同时研究昆虫足的内部、外部构造,探讨其拉力和抓力的功能,可在仿生学上加以应用。

(3)昆虫如何行走?

我们人类只有两条腿,靠两腿前后交替运动而行走。那么昆虫行走时是怎样安排其六条腿的呢?原来昆虫自有主张:它们行走是以三条腿为-组进行的,即一侧的前、后足与另一侧的中足为一组。这样就形成了一个三角形支架结构,当这三条腿放在地面并向后蹬时,另外三条腿即抬起向前准备轮换。让我们具体来看看一组中的三条腿是怎样相互配合的:前足用爪固定物体后拉动虫体向前,中足用来支持并举起所属一侧的身体,后足则推动虫体前进,同时使虫体转向。这种行走方式使昆虫可以随时随地停息下来,因为重心总是落在三角支架之内。并不是所有成虫都用六条腿来行走,有些昆虫由于前足发生了特化,有了其他功用或退化,行走就主要靠中、后足来完成了。大家最为熟悉的要算螳螂了,我们常可看到螳螂一对钳子般的前足高举在胸前,而由后面四条足支撑地面行走。昆虫的最高行走速度约每小时3英里,这以它小巧身体来讲,算走得够快的了。

美丽多彩的翅膀

昆虫是无脊椎动物里唯一生有翅膀的动物。飞行技能使昆虫在觅食、求偶、避敌和扩大分布范围等方面都比陆地动物都要技高一筹,并成为昆虫纲繁荣兴旺的基础。昆虫翅膀的来源与鸟类是不同的,鸟类的翅膀是由前肢转变来的,而昆虫的翅膀则是由向两侧扩展成的侧背叶发展而来的。昆虫的翅膀十分灵活,不用时还可以收折在身体背面。翅一般为三角形,为了研究方便,将每个边和角都给以一定的名称,并将翅面进行分区。

(1)翅脉与脉相

昆虫用来飞翔的翅是膜质的,翅面上有纵横交错的翅脉,翅脉实际上是翅面在气管部位加厚形成的,它就像骨架一样对翅面起着支撑、加固的作用,还与飞行时翅的扭转运动有关系。有的昆虫翅脉细密,如蜻蜓、蜉蝣、草蛉等。也有的翅脉稀少,如蝇类仅有几根脉。每一类昆虫都各有其独特的翅脉分布型式,叫脉相(或称脉序)。

(2)翅的类型

一般来说,昆虫只有一对翅比较发达,主要用来担负飞行的任务。比如鞘翅目、直翅目的昆虫就是由后翅负责飞行的,它们的前翅发生了不同程度的骨化、加厚,可以对折起的后翅起保护作用。甲虫类的前翅骨化程度较高,看不到翅脉,形成了鞘翅;直翅目的蝗虫、螽斯、蟋蟀等昆虫前翅骨化程度较低,革质而半透明,翅脉仍明显存在,称为覆翅(复翅)。蝽类的前翅仅基半部骨化,端半部仍为膜质,称为半鞘翅。在其他一些昆虫中,前翅成为主要的飞行器官,后翅多变小或退化。双翅目昆虫(蝇、蚊等)和雄性蚧壳虫的后翅退化成很小的棍棒状构造,在飞行中起平衡作用,称为平衡棒。不少昆虫的翅仍然是膜质透明的,但翅面上有着不同的覆盖物。例如,蝶与蛾的翅面上覆盖有色彩斑斓的鳞片,故称鳞翅;石蛾的翅上生有很多毛,称为毛翅;蓟马的翅很狭小,而边缘上有很多长毛,称为缨翅。

(3)翅的连锁

如果后翅变小但仍在飞行中起作用,则后翅一般会以各种形式的连锁器与前翅挂在一起,行动起来成为一个整体,使飞行更有效。这种连锁器构造很巧妙,形式多种多样,有的是弯折和小钩列形成的连锁(蜂、蚜虫),有的是靠一至数根硬鬃与前翅相连(蛾),还有的后翅基部前缘有1个叶状突出物与前翅相连锁(蝶),或者前、后翅都有卷褶相互连锁(蝉)。

(4)飞行速度