我们人类从呱呱坠地的婴孩,到白发苍苍的老人,看似漫长又复杂的过程,从另一个角度说,却也仅仅是面容、形体在不同阶段发生了渐变。而昆虫,这个世界上种类最庞大和丰富的类群,最吸引人的一点,就是其一生的千变万化,不同阶段的形态可以千差万别。
大多数昆虫的寿命在一年左右,如蟋蟀、蝗虫、螳螂、天牛等,其余的寿命长短不一,短的如只有几十天寿命的蚊子,长的如能活二十余年的白蚁蚁后。被大家认为朝生暮死的蜉蝣,虽成虫寿命短,幼虫寿命却有1~3年,并不算短命。蝉在地下可活3~5年,最长的还有能在地下活13~17年的十七年蝉,但羽化成虫后都只有一个多月的寿命。
1 昆虫生命各阶段的形态
1.1 卵
卵是昆虫生命的起点,昆虫的卵的大小与昆虫本身的大小及产卵量有关,大多数昆虫的卵长在1.5~2.5mm之间。
昆虫卵的外形多种多样,圆形是卵最基本的形状,还有各类匪夷所思的形态。卵的颜色有白色、黄色、绿色、红色、褐色等,颜色会随着其自身的发育逐渐加深。
猎蝽的水滴形卵
竹节虫的手榴弹形卵
枯叶蛾的似天珠的卵
1.2 幼虫
从卵中孵化出幼虫,标志着昆虫进入能自由活动的时期。昆虫的幼虫有着几丁质和蜡质包被的外骨骼,保护了身体的同时也限制了昆虫身体的生长,所以昆虫必须在旧表皮蜕去后,新的表皮还未硬化之前长大身体。
从卵中孵化后,昆虫就进入了一龄时期,一龄结束的标志是昆虫蜕去旧的表皮长大一圈进入二龄,此后每蜕一次皮就增加一龄,身体也会再长大一些,依次类推。
昆虫幼虫形态多样,按足的多少,昆虫的幼虫可分为多足型幼虫、寡足型幼虫和无足型幼虫三类。
多足型幼虫除了三对胸足以外,腹部还有多对附肢。根据腹部的构造,多足型幼虫又分为蠋型幼虫和蛃型幼虫。蠋型幼虫最典型的是蝶蛾及叶蜂的幼虫。这类幼虫身体是圆筒形的,胸足和腹足都比较短。蛃型幼虫身体较扁,胸足和腹足都比较长,比如草蛉和齿蛉的幼虫。
枯叶夜蛾幼虫
蓝点紫斑蝶幼虫
叶蜂幼虫
齿蛉幼虫
步甲幼虫
吉丁幼虫
库蚊的幼虫
寡足型的幼虫有三对胸足,但没有腹足。分为步甲型幼虫、蛴螬型幼虫、叩甲型幼虫、扁形幼虫四类。步甲型幼虫胸足很发达,行动也很迅速,如步甲、瓢虫的幼虫。蛴螬型的幼虫身体肥胖,呈“C”字形弯曲,胸足较短,行动也相对迟缓,如金龟、天牛、锹甲的幼虫。叩甲型的幼虫身体细长,略扁平,胸足较短,行动灵活,如叩甲、拟步甲的幼虫。扁形幼虫身体扁平,胸足有或退化,典型的例子是扁泥甲的幼虫。
无足型幼虫又称蠕虫型幼虫,顾名思义,既无胸足又无腹足。如我们熟悉的蝇蛆,头部退化缩入胸部,称为无头无足型幼虫。蚊子的幼虫(也叫孑孓)则头部骨化露出体外,这类叫做全头无足型幼虫。还有如虻的幼虫,头部仅前段骨化,后端缩入胸部,这类叫做半头无足型幼虫。
锹甲幼虫
拟步甲幼虫
扁泥甲幼虫
2 昆虫的发育与变态
蝉羽化
昆虫从卵中孵化,标志着新生活的开始,绝大多数昆虫的生长发育要经历至少两次以上大的改变,这种变化是彻头彻尾的大改变,我们称之为“变态”。最后一次变态完成,就意味着昆虫终于到达成熟阶段,具有繁殖后代的能力,也就是“成虫”阶段。成虫从前一虫态蜕皮而出的过程称为羽化。不同的昆虫,变态方式也不同,但其目的都是为了更好地适应环境。
衣鱼
根据昆虫胚后发育各时期的外部变化,我们把昆虫个体发育的形态变化分为无变态、半变态、全变态三大类(关于变态的分类,不同的教材分类方法不同,以下内容参考的是中国农业大学出版社2009年出版的《昆虫学概论》第三版)。
无变态是比较原始的发育类型,如衣鱼、石蛃,从卵中孵化出的幼虫,形态看起来像缩小版的成虫,仅缺少外生殖器。成虫在性成熟后还能继续蜕皮。这种变态类型被称为无变态。
螽斯羽化
豆娘稚虫
石蝇稚虫
蜉蝣稚虫
蝉若虫
广翅蜡蝉若虫
半变态又称不完全变态,发育包括三个阶段:卵-若虫-成虫,没有蛹这个阶段。陆生半变态昆虫的幼虫称为“若虫”,如螳螂、蝗虫、螽斯、蝉等。水生半变态昆虫的幼虫称为“稚虫”,如蜻蜓(蜻蜓的稚虫又名水虿)、蜉蝣、石蝇等。若虫与成虫外表相似,也有部分种类的若虫与成虫外形相差较大,共同点是翅未发育完全(没长全的翅膀也称为翅芽)。不完全变态的昆虫通常要比全变态的昆虫经历更多次蜕皮才能到达成虫期。
齿华螳若虫
拟叶螽若虫
全变态包含卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。比起不完全变态的昆虫,多了一个蛹期。完全变态的昆虫的幼虫在最后一个龄期的末期会不吃不喝不动,进入一个预备化蛹的“前蛹”期,一定时间后就开始了化蛹的过程。
天牛的蛹
象甲的蛹
不同目的昆虫,蛹的形态也不同,分为三类。
离蛹:又称裸蛹、自由蛹。这类蛹的触角、足和翅和身体分离,能自由活动,如甲虫、蜂、蚁的蛹。
紫斑蝶蛹
被蛹:这类蛹头部、触角、足都和身体并拢,不能活动,如蝶、蛾的蛹。通常,蛾的蛹外部还会有椭圆形的丝茧包裹,因为蛾类化蛹多在地下或角落处,柔软的蛹有了茧的包裹更加安全。而蝶的蛹一般悬挂于树枝或叶子背面,称为悬蛹。有些蝶类,如凤蝶和粉蝶,化蛹时用一根丝线将蛹的中部吊起来固定在树枝上,这种被蛹又称为“缢蛹”。由此可见,我们耳熟能详的成语“破茧成蝶”是一种误解,蝶类除了绢蝶科的种类会做一层薄薄的丝茧外,大多数都是直接从蛹羽化成虫的,说“破茧成蛾”倒是更科学一些。
围蛹:这类蛹本质上是离蛹,但幼虫最后一次体皮硬化没有蜕掉,与虫体完全分离而形成蛹壳,蛹就被包围在里面,称为围蛹。如苍蝇的蛹。
苍蝇的围蛹
统帅青凤蝶的缢蛹
苎麻珍蝶的悬蛹
银杏大蚕蛾的茧
3 交配与繁殖
繁殖可谓是昆虫一生最重要的任务。大部分的昆虫是两性生殖的,发育到成虫阶段,求偶与交配就是繁殖后代不可缺少的步骤。
3.1 求偶
雌光萤翘起发光的尾部吸引雄性。
昆虫寻找配偶的方式多种多样,雄蝶展示优美的身段和舞姿吸引雌性,萤火虫靠发光吸引同类的异性前来交配,蟋蟀用鸣声寻找另一半,蛾类能敏感地接收到异性的化学信息素……
很多昆虫是雌雄二型的,雄性和雌性可能在外貌特征上相差很多。通常雄性具有装饰性的第二性征,如雄性独角仙威武的大角,雄性锹甲发达的上颚,这些都是竞争爱侣的武器。体型越大越威武的雄性,往往也越能在求偶的战斗中取胜,更易获得雌性的芳心。
一些雄性昆虫为了吸引雌性,还会“献礼”给雌性。如舞虻、蝎蛉等,雄虫提前捕捉一些猎物赠予雌性取食,伺机完成交配过程。还有一些昆虫,如蟋蟀、螽斯,它们会送给雌性一个白色胶状的精包挂在雌性的生殖器上,雌性既可食用,同时又可受精。
上颚发达的雄性锹甲更易获得雌性的芳心。
除了一对一的求偶,昆虫也会举行集体婚礼,这就是婚飞。婚飞是交配相关的群体的飞行行为,参与婚飞的多是雄性。最典型的例子是白蚁,每年的6~8月是白蚁婚飞的高峰期,爆发时路灯下全是长翅型的繁殖蚁,找到合适的伴侣交配完之后就脱落翅膀到地面筑巢。还有一个例子就是铗蠓,夏天的傍晚走在乡间小路时,头上常会有一堆铗蠓组成的蚊柱围在头顶嗡嗡嗡地转圈,这其实也是它们在婚飞求偶。
雄性驼螽送给雌性驼螽精包。
3.2 交配
求偶成功后,雌雄昆虫就要进入交配环节了。雄虫的外生殖器称做交配器,是用来交尾的构造。交配器主要包括阳茎和抱握器两部分。雌性成虫的外生殖器称做产卵器,位于腹部的第八节和第九节之间。
雄虫将精子送入雌虫体中与卵子结合,抱握器在交配时负责握持雌虫的身体,使之处于合适的体位。交配方式也多种多样。
白蚁从羽化孔钻出准备婚飞。
仰泳蝽交配。
鹿蛾交配。
花天牛交配。
竹节虫交配。
萤火虫交配。
金龟子交配。
豆娘交配。
3.3 产卵
多数雌性昆虫在交配后没多久就开始寻找合适的地点产卵了。昆虫的产卵方式也各不相同,但无疑都使用了最适宜后代生存的方式。如螳螂产卵后以泡沫包裹形成坚硬的卵鞘,与树干颜色接近,用以保证后代的成活率。蝴蝶将卵产在寄主植物上,幼虫孵化后就有了食物。草蛉产卵时会先分泌一些黏液,再顺势拉出一条黏性的丝状卵柄,卵就产在卵柄末端。这样的构造可以避免幼虫同类相残,也可躲避一些敌害的进攻。寄生蜂则直接用细长而发达的产卵器插入其他昆虫的卵或幼虫中产卵。它们的后代一孵化就能以寄主的体液为食,顺利化蛹和羽化,而被寄生的倒霉昆虫则难逃死亡的命运。
蟋螽腹部末端发达的产卵器。
姬蜂细长的产卵器。
被茧蜂寄生的蛾幼虫。
广斧螳产卵。
草蛉产卵。
小蜂用产卵器插入枯叶蛾卵中产卵。
3.4 特殊的生殖方式
除了两性生殖,昆虫还能进行孤雌生殖,即雌性不交配即可产卵发育成新的个体。目前已知除了蜻蜓目和狭义的半翅目之外,几乎所有的目都有孤雌生殖的类群。
昆虫也有卵胎生的现象,如一些家蝇、寄蝇等,胚胎发育在母体进行,卵也在母体内孵化,孵化后不久幼虫就离开母体营自由生活。
3.5 育幼
菲缘蝽护卵。
昆虫和人类不同,多数昆虫产完卵后就任由其自生自灭了。少数昆虫会有护卵护幼的行为,如蠼螋和一些蝽类,雌虫产完卵还在旁边日夜看护卵,为它们驱赶天敌。幼虫刚孵化时,雌虫仍然对它们呵护备至直到幼虫散去自由生活。极少数昆虫会雌雄共同育幼,如负葬甲。只有真社会性的昆虫,如蜜蜂、蚂蚁等,有专司育幼的工蚁负责照顾家族的后代。
综上,昆虫的一生大致就是如此了。昆虫在一定阶段的发育史称为生活史,常以一年或一代为时间范围,昆虫在一年中的生活史称年生活史,完成一个生命周期的发育史称代生活史。
在昆虫生活史的某一阶段,当遇到不良环境条件时,为了安全度过不良环境阶段,昆虫的生命活动还会出现停滞现象。遇低温干旱等不良条件,昆虫会暂停发育进入一个静止阶段,环境适宜时又恢复过来,这种现象称为休眠。遇到温度、光照等条件的影响,昆虫个体发育的一定阶段会出现滞育现象,这个时期不但停止发育,而且短期内不会解除。一旦进入滞育期,必须经过一定的物理或化学的刺激,否则恢复到适宜环境也不进行生长发育。
看了这些,想必大家也能明白,为什么比恐龙出现得还早的昆虫能繁盛至今,并成为世界上种类数量最多的动物。没有什么比昆虫更加多变、多样和多彩,这种多样性令人深深地着迷。接下来,我们将详细介绍三十种昆虫的生命历程,让大家对它们有更多的认识和了解。
蠼螋护幼。