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惊蛰刚过 看这些昆虫如何脱胎换骨

来源:华商网-华商报 时间:2018-03-08 07:49:58 编辑:王翠萍 作者:曹强 版权声明

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  翅的出现赋予了昆虫无与伦比的生存优势,对翅的优化和改造贯穿了整个昆虫演化史。但事实上,几乎全部有翅昆虫都是在最后一次蜕皮(若虫或蛹)变为成虫时,翅充分舒展硬化,开始飞行。所以早期有翅昆虫面临的最大挑战,还不是升级翅的结构,而是如何把这个面积巨大(相对于昆虫自身)、结构精密的新生器官——翅,纳入原有的发育过程,完成一次脱胎换骨的蜕变!

  从神奇的蜕皮说起

  昆虫(还有其他所有节肢动物)的发育过程是不连续的。它们的几丁质外骨骼不会生长,因此会定期蜕皮,摆脱老旧外骨骼的束缚。在蜕皮之前,一些没用的组织会溶解消失,化为养料供其他组织和器官发育;同时细胞分化,修补受损的部分。所以在若虫阶段创伤和失去的肢体,在经过几次蜕皮后可以完整再生,但由于成虫不再蜕皮,所以附肢、足或翅损毁后都无法再生。对高度依赖飞行的昆虫来说,翅的破损也意味着生命走向终结。

  那为什么不在若虫阶段的后期把翅发育好呢?前面提到过,“几乎全部”有翅昆虫都是在最后一次蜕皮时完成翅的发育。唯一的例外是蜉蝣目——现存最古老的有翅昆虫。它们的生命史中有一个独特的阶段——亚成虫!

  蜉蝣的亚成虫形态和成虫非常相似,只是体色较淡,生殖系统没有成熟,不能交配。最重要的是,亚成虫有发育完全的翅,可以飞行。它们是已知的唯一在翅完全发育后还会蜕皮的昆虫。换句话说,蜉蝣有一个能够飞行的若虫(或前成虫)阶段。蜕皮时,新翅像身体和附肢一样从旧的翅膜之间脱出。蜉蝣的发育过程很可能反映了早期有翅昆虫的一项并不成功的演化尝试。由于“旧翅套新翅”的夹层结构,亚成虫的翅十分笨重,飞行能力大打折扣。此外,蜕皮还要花费更长的时间和气力,才能把新翅再次展开硬化,这无疑会带来更大的风险,抵消了修复翅的好处。

  最终,绝大多数有翅昆虫舍弃了亚成虫期。它们的翅变成一次性的消耗品,内部没有细胞组织,没有养分输送也没有感觉神经,只保留了最轻盈的几丁质膜和脉纹,最大限度保障飞行能力。至于翅破损后怎么办,很简单:去死。只要能完成繁衍后代的任务,寿命根本不重要。

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