书城科普读物探究式科普丛书-生物界中数量最多的动物:昆虫
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第2章 庞大的家族——昆虫简介(2)

(4)舔吸式口器

苍蝇特别令人恶心,嗡嗡地乱飞。苍蝇的口器就像一个蘑菇头,以方便它吃东西时又吸又舔的习性。喙是由下唇特化而来的,其前壁向下纵凹成唇槽,上唇呈刀状盖在上面,槽内藏着扁长的舌头,舌与槽形成食物道。喙在外形上是由主要为膜质的基喙、筒状的中喙和末端分为两瓣的端喙(即唇瓣)组成的。唇瓣上有一系列环沟,环沟集中到中央的缺口-前口上,前口附近的环沟间有齿,称前口齿。

取食时,两唇瓣展开平贴到食物上,使环沟的空隙与食物接触,液体食物即顺环沟流向前口进入食物道。唇瓣也可向后翻转,使前口齿外露,刺刮固体食物,食物碎粒和液体一起吸入。舔吸式口器为蝇类成虫所特有。

与成虫的口器不同,蝇类幼虫的口器很退化,只能见到一对口钩,用来刮破食物,然后吸收汁液及固体碎屑。这种口器称为刮吸式口器。

(5)刮舐式口器

双翅目若干吸血性虻类的口器是刮舐式口器。其上颚特化成扁平宽大的刀片状,可以像剪刀一样剪破动物的皮肤,使血液从伤口流出。下颚延长为针状,上、下抽动使伤口保持张开。下唇端部扩大成唇瓣,构造同舔吸式口器。当唇瓣贴在伤口上时,渗出的血液由唇瓣上的环沟吸入食物道。

(6)嚼吸式口器

顾名思义,嚼吸式口器兼具咀嚼和吮吸功能,既能咀嚼固体食物,又能吸收液体食物,为一些高等膜翅目昆虫所特有。蜜蜂的口器是这类口器的典型代表。它的上颚与咀嚼式口器相仿,用以咀嚼花粉和筑巢等。它的下颚和下唇组成吮吸用的喙。蜜蜂的喙仅在吸食时才由下颚和下唇合并而成,不用时则分开并折叠在头下。这时,上颚即可发挥咀嚼作用。

4.神行太保——昆虫的足

足是昆虫的运动器官。昆虫有三对足,在前胸、中胸和后胸各有一对,我们相应地称为前足、中足和后足。每个足由基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节几部分组成。基节是足最基部的一节,多粗短。转节不活动,常与腿节紧密相连。腿节是最长最粗的一节。

第四节叫胫节,长着成排的刺,一般比较细长。第五节叫跗节,一般由2~5个亚节组成,为的是便于行走。在最末节的端部还长着两个又硬又尖的爪,可以用它们来扒住物体,两个爪之间还常有个囊状的悬垫,也叫做爪垫,表面可分泌黏着物质,使昆虫能够附着在光滑物体的表面。有时爪垫变为针状,称为爪间突。很多昆虫的跗节及悬垫表面都生有一些感觉器官,可以感觉到接触物的情况,然后凭借这种感觉来决定行动。蝇类及媒蛾类等昆虫的前足还长有嗅味感觉器官,它们可以用前足来判断食物的有无。

不同种类的昆虫,习性不同,生活的场所也不同。为了适应不同的生活环境,足的形状发生了很大的变化,功能也从单一的行走功用逐渐发展为具有多种功能的器官。

(1)步行足

昆虫中最基本的、最常见的是步行足。

在地上跑的步行虫,虽然有翅但已不善于飞翔,为了适应生活上的需要,经过长时期的演变,六条腿变得又细又长,跑起路来十分快速,这种足叫做步行足。它们的外形细长,各节也没发生显着的变化,最适于担负行走的功用,如瓢虫、步行虫、天牛等。

(2)跳跃足

蝗虫、蟋蟀、跳蚤、蚤蝼等昆虫十分善跳,它们的后足腿节膨大,内有发达的肌肉,可以控制胫节的屈伸,产生跳跃行为。捕捉这些昆虫时特别需要手疾眼快,否则它们会在一瞬间消失得无影无踪。昆虫中的跳高冠军非跳蚤莫属,它们跳跃的高度,可超过体长100多倍。可以想象,假如人类能够跳过自身身高的100倍,那么,现存的世界跳高纪录简直就不足挂齿了。

(3)捕捉足

螳螂、猎蝽等捕食性昆虫专门靠捕食小动物生活,不吃庄稼,是益虫。它们从卵里孵出来就有一对刀状的前足。这种前足的基节延长,腿节腹面有槽,胫节可以折嵌到腿节的槽中,腿节和胫节上还常装备着锐刺,是捕捉猎物的有力武器。当它捕获猎物时,可以利用腿节和胫节把要吃的东西夹住,再利用胫节内侧和腿节外侧锐利的刺将猎物撕碎吃掉,这种足叫做捕捉足。

(4)开掘足

蝼蛄吃庄稼的根、茎,要在土里生活,挖筑隧道,那么,它们是怎样钻到地里的呢?原来它们的前足又粗又壮,上面还有几个大齿,像是专门挖土的铲子,掘起土来十分方便,这种足叫做开掘足。

它不愧是昆虫中的“掘土机”。

(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,它们的后足胫节进化得又宽又扁,上面有长毛相对环抱,专门用来携带花粉,被称做花粉篮。它的基节比一般昆虫的基节要大,有专门的用处,内侧有10~12排横列的硬毛,用来梳刮身体上的花粉。当辛勤的采集劳动结束后,一群群小蜜蜂满载花粉而归。这种蜜蜂的足叫做携粉足。

(6)游泳足

龙虱、仰蝽等昆虫是养渔业的大害,生活在水中,以捕捉鱼苗为食料。鱼在水中游得够快了,它们怎么能追得上鱼呢?原来龙虱、仰蝽的身体接近流线形,很像一艘快速潜艇,中足和后足又长又扁,向里的一面还长着一排整齐的长毛,这四条腿就像四支划船用的桨,这样游起来就很快了。

这种足叫做游泳足。

(7)抱握足

如雄性龙虱的前足跗节特别膨大,上面还有吸盘状的构造,交配时用以夹持雌虫,这种足叫做抱握足。

(8)攀缘足

虱类生活在毛发上,跗节只有一节,最末一节是大型的钩状的爪,胫节肥大,外缘有一个指状的突起。当爪向内弯曲时,尖端可与胫节端部的指状突起连接,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。

知道了昆虫足对自然环境的适应,看到不同昆虫足的形状,就大致可以知道某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,探讨它们的拉力和抓力的功能,可在仿生学上加以应用。

5.步调一致——昆虫如何行走

我们人类靠两腿前后交替运动而行走,那么,昆虫行走时是怎样安排六条腿的呢?其实昆虫自有主张,它们行走是以三条腿为一组进行的,即一侧的前、后足与另一侧的中足为一24组,这样一个三角形支架结构就形成了。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。因为重心总是落在三角支架之内,这种行走方式使昆虫可以随时随地停下来。但是并不是所有成虫都用六条腿来行走,有些昆虫由于前足有了其他功用,发生了进化,或前足发生退化,不能担负行走,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1千米,这以它小巧的身体来讲,可以说是相当的快了。

6.如虎添翼——昆虫的翅膀

科学家通过化石考据表明,最早的有翅昆虫是在石炭纪晚期出现的。那是距今大约3亿年前,大地上到处都生长着高大茂密的森林,主要是热带的蕨类植物,如木贼、石松和各种木本蕨类,树种与现代的大树完全不同。现代的蕨类都是一些矮小的植物,可是在遥远的古生代里,蕨类植物却可以长成参天大树,有些甚至可以高达40米。有翅昆虫就是在这样的环境里出现的。

它们成群地在森林里飞来飞去,种类也越来越繁多。实际上,这些高大的树木正是昆虫获得翅膀的环境条件,因为昆虫只有先上树,适应了树上生活以后,才有产生翅膀的需要和可能。

虽然石炭纪晚期是发现有翅昆虫化石的最早时代,但是根据种种事实推测,有翅昆虫的起源是发生在泥盆纪末期或石炭纪初期。

泥盆纪地层中已经有煤层存在,说明当时已经出现了森林。生活在这些森林里的昆虫,首先借助于胸背侧突在树木间滑翔;而后,在滑翔的基础上,自然选择的结果使胸背侧突一代代地逐渐扩展,昆虫的滑翔距离就可以越来越远;最后,胸背侧突终于发展成了能够自由飞翔的翅膀。翅膀的产生使昆虫的胸部构造、肌肉系统以及整个有机体都发生了很大的变化,是昆虫进化史上最为重要的事件,它促使了神经系统的发展,也意味着昆虫行为的复杂化,由于获得了翅膀,使昆虫能够适应更为多种多样的环境,从而打开了更加广阔的生活空间。借助于飞行,昆虫能够在更大的范围内觅食、迁徙、求偶以及躲避敌害。当时,脊椎动物中的两栖类已经登陆,有翅膀的昆虫能够更有效地逃脱两栖类以及蝎子和蜘蛛的捕食。这一切都为昆虫纲日后的繁荣发展奠定了良好的基础。

在地球生命的进化历史上,昆虫是最先获得飞行能力的动物,比爬行动物和鸟类获得飞行能力早了至少5000万年。昆虫的翅膀和鸟类的翅膀有什么不同呢?

首先,翅膀的来源不同。昆虫的翅膀是由向两侧扩展成的侧背叶发展而来的,而鸟类的翅膀则是由前肢转化来的。昆虫的翅膀十分灵活,不用时还可以收起来折在身体背面。翅膀一般为三角形,为了研究方便,我们将每个边和角都给予一定的名称,并将翅面进行分区。

其次,鸟类和昆虫翅膀最大的区别在于大多数昆虫飞行时都是依靠震动翅膀产生向下气流,从而推动自己上升或者前进,而鸟类在飞行过程中,可以利用上升气流毫不费力地滑翔。当然,像蜻蜓这样的昆虫利用空气上升力也很厉害。