图解:昆虫记
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第三章 登上万杜山

在普罗旺斯一个与世隔绝的地方,坐落着一座对我来说非常重要的山——万杜山。那是一个不毛之地,四面都受到各种大气因素的影响,万杜山就矗立在这种环境之中。它高耸突兀,是阿尔卑斯和比利牛斯山之间最高的山峰,生长着各种依气候分布的植物种类,可以供人们十分清楚地进行研究。山顶上覆盖着层层白雪,生长着来自于极地海滩的北方花朵。山路生长着茂密的橄榄树和各种灌木植物,它们需要像南方那样强烈阳光的照射才能茁壮成长。从山脚一路走到山顶,你能看到地球上各个地方的植被带,这就相当于一次在统一子午线上开始的从赤道到两极的长途旅行。在山麓,生长着一簇簇芳香四溢的百里香,它们如此旺盛,覆满了山地的平原和山丘,像地毯一般无限延伸;再走几个小时,你能找到长着对生叶的虎耳草,这是7月份在斯匹茨卑尔根海边登陆的植物学家最想见到的东西,它们就软软地待在你的脚下,像一块儿暗色的小垫子。在海拔比较低的地方,你可以在篱笆下采撷石榴树猩红色的花朵;在海拔高处,你可以采摘小小的毛茸茸的虞美人,它开着黄色阔瓣的花,异常美丽。这样鲜明的景物对比,是不是很有趣呢?

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我已经登过25次万杜山了,但这对我来说还远远不够。我对这座山还有着许多的新鲜感和好奇心。起先还有很多朋友愿意陪我来爬山,一起走走,看看山上的风光,享受一下日出带来的满足感,但后来再也没有人愿意陪我一起来了,因为这实在是一段艰苦的旅程。从你踏上那碎石嶙峋的山路时,登山便开始了。万杜山就像是一座海拔两千米的碎石堆,有时是小石块,有时是大岩石,它们耸立在没有斜坡也没有一级台阶的平原上,使得登山变得异常困难。而且这里根本没有什么清新的草地、欢快的小溪、长着青苔的岩石或百年老树的巨大树荫,这里有的就只有绵延无尽的石灰岩。那碎石组成的瀑布还时时发出坍塌的声音,震得人心跳加速。

如果有人打算登万杜山做植物学的考察,那我建议它切不要在星期天的傍晚到达山下的小镇贝都安。因为在星期天晚上,这里总是人来人往,一片杂乱的景象。人潮的吵闹声和没完没了的高谈阔论声是主旋律,弹子房弹子的碰撞声和杯盏交错的叮当声当做伴奏,酒后的低唱和路人的夜歌充当配乐,旁边酒吧管弦乐的喧闹也掺和进来,让原本平静的夜晚变得喧嚣异常,连睡觉都成了困难。得不到充足的休息的人,又怎么会有精力攀登这座艰险的山峰呢!

我在贝都安跟向导交涉好,商定了出发时间,讨论并准备了食物。但遗憾的是,喧闹的夜晚弄得我疲惫不堪,根本不能好好休息。我辗转反侧了一夜,等到天空泛白,就干脆起床收拾行装了。早上四五点,向导就带着我们上路了,他牵着骡子和驴子走在队伍的最前面,我的植物学同事们走在后面,边走边观察着路边的植物。我随队伍走着,肩膀上挂着晴雨计,手上拿着笔记本和铅笔。

再往上走,温度变得越来越低,绿色的橄榄树和橡树慢慢从视野里消失了,然后是葡萄和杏树,再之后是桑树、核桃树、白栎树。我们接着走进了一片十分单调的地区,那里只有漫山遍野的黄杨,除此之外没有任何农作物,主要的植被就是一些高山的风轮菜。风轮菜的细叶里充满了香精油,味道有点苦涩,是一种味道很冲的香料,洒在小乳酪上吃味道很是美妙。在我们都饥肠辘辘的时候,一些生长在乱石中的铁矢状叶子的小酸模映入了我们的眼帘。那是多么珍贵的食物啊,我们蜂拥而上争着去采摘这自然赋予的美味。

咀嚼着酸酸的叶子,我们兴致勃勃继续前进,来到了山毛榉生长的地带。最先见到的是些藤蔓曳地的灌木,稀稀落落地散布在山坡上;很快又见到一棵棵挨在一起的小矮树,最后见到的是枝干粗壮、浓密而阴暗的灌木林。这片树林十分广阔,至少要走一个小时才能完全穿越过去,从远处看,着林带就像一条又黑又长的带子围在了万杜山的山腰上。山毛榉冬天积雪压枝,一年四季都遭受着密斯托拉风凶猛的吹打,许多树枝都断了,树身弯曲成奇怪的形状,甚至还会直接躺倒在地上。在山毛榉地带的上限,就只剩下一些稀稀落落的灌木了,这时我们也坚持不下去了,必须选个好地方来吃午饭、好好休息一下了。

我们选择了拉格拉斯泉边作为我们的小憩之地。山毛榉树搭成的长凹槽里,引来了一股从地里冒出来的涓涓泉水,山里的牧羊人都把羊赶到这里来喝水。泉水的温度凉得不可想象,大约只有7摄氏度左右,这对我们这些每天围坐在火炉旁边的人来说简直是无法忍受的。所幸这里的景色还是很美的,真的是个适合野餐的好地方。那一泓清泉流淌在阿尔卑斯山植物铺成的地毯上,长着欧百里香叶子的指甲草闪闪发光,它那宽大而细薄的花蕾就像银色的鳞片,一层一层地铺在上面。我们把食物从鞍囊里拿出,把酒从稻草层中取出。涂着蒜汁的羊后腿和面包被随意地堆在了一起,淡而无味的小鸡放在另外一边,留着一会儿当零食打发时间。万杜乳酪、驴梨小乳酪、阿尔红香肠还有各种的橄榄和卡瓦翁的西瓜,看看吧,我们的食物是多么丰富啊!对了,我们还带了鳀鱼罐头和撒着调料的小牛腿,还有很多装在不易破碎的器皿里的啤酒。我们把啤酒放在了泉水中,这样等我们饱餐一顿后就能尽情享受凉爽的冰镇啤酒了。

我的植物学同事中有两个巴黎人,一开始它们还对这些食物很惊讶,可不一会儿,他们就露出了赞赏的表情,狼吞虎咽地大吃了起来。这可真是人生中难忘的一餐。你看这几个人都露出了饥不择食的样子,一块块地扯着羊的后腿,一片片地咬着面包,把所有的食物都接连不断地塞到嘴里,那速度快得简直惊人。吃得越来越多,我的速度也逐渐降了下来,开始边吃边聊天。大家都对这些食物赞不绝口,一边称赞还一边享用着饭后的甜点——蘸着盐生吃的玉葱。等到所有人都撑得动不了了,我们便横躺在了草地上,抽着烟斗和雪茄,晒着温暖的阳光。

好像只休息了不到一个小时,我们又上路了。行程是那么紧,我们必须继续向前走。向导带着行李向西边去了,他去了海拔1550米的地方,那里有一个石头砌成的羊棚,导游会在那里过夜,等我们从山顶回来再跟他会合。我们则继续去爬山,从山脊一路爬到山顶,等到太阳下山后再从山顶下来。我们顺着刚刚爬过的斜坡向前走,一直走到了山坡尽头。那里峰壁笔直,状如阶梯,陡峭得惊人。同伴把一块摇摇晃晃的岩石轻轻一推,那岩石便顺着悬崖掉到了深渊,还发出了可怕的轰响。

我在这里有了意外的发现。我看到了毛刺砂泥蜂这些老相识,它们藏在一块扁平的石头下,但却是以惊人的数量群聚在一起。要知道,这些小家伙平常总是孤苦伶仃的样子,我还从没见过几百只挤在一起的样子呢。就在我好奇地寻找原因时,一场大雨悄然而至,铺天盖地的阵雨立刻把我们包围了,天也变得格外阴暗,两步以外就什么都看不见了。糟糕,我最要好的朋友去山里寻找一种稀有植物岩生大戟去了,他可能已经走丢了。我用手掌做成话筒,在山里扯着嗓子拼命喊他的名字,可我的声音很快就被雨水的声音淹没了,根本起不到一点作用。我们便只能出发去寻找他。

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为了不落下一个人,我们手牵着手在山里寻找着出路。不到一会儿,我身上就已经被大雨浇透了,衣服水淋淋的,裤子贴在腿上就像一张不透气的羊皮,难受极了。我们兜兜转转,来来回回,什么方向都辨不清了。我们的面前有几条斜坡,那是我们唯一可以选择的道路,可是其中有的路通向悬崖,一不小心我们就会掉入深渊粉身碎骨,还有的路能直接通向我们想去的羊棚。据我猜想,我的好朋友有可能利用最后一刻晴朗的天气跑回羊棚去了。

知识链接

如果说节肢动物是这个地球上最辉煌的物种,那么这个物种内部的相应称号应该属于昆虫。到目前为止,已发现的昆虫种类数目接近100万,可能还有几百万种在等着被人类发现——每年新发现的品种在7000个左右。然而,在我们不断地发现新品种的同时,昆虫的种类也在不断减少,每年消失的数量超过我们发现的数量——这是它们的栖息地,尤其是热带森林日渐遭到破坏的结果。

有的人建议我们今晚就待在这里,等雨停了再回去。但我敢打赌,这绝对是个糟糕透顶的主意。雨看样子会下很久,而我们又浑身湿透了,只要夜里温度稍微低一点,我们就全会冻死在山里。于是我们只好根据一路所观察到的来推测方向。带来雨的那片黑云是从南边飘来的,而我们应该从雨打来的方向下去;我摸了摸自己的衣服,发现左边比右边湿得厉害,这就证明我的推论没错,风向一直没有变。

我们再一次手拉着手上路了。如果幸运不眷顾我们,那我们就必死无疑了,但我们还是抱着冒险的心情开始了这一段探索。还没有走出二十步,我们的疑虑就完全消失了,因为我们已经踏踏实实地踩在了碎石地上面,而不是我们害怕的万丈深渊。为了看清脚下的路,我们必须弯着腰贴着地面向下走。雌雄异株的荨麻此时成了我们的唯一希望。在漆黑的环境里,我们只有靠它才有可能找到羊棚,因为它总是长在人们经常走过的地方。我边走边用手在空中摸索,每当手被刺了一下,就是碰到了荨麻。我们就用这种手部的疼痛弥补了眼睛的不足,并最终顺利到达了羊棚。

我的好朋友和向导早就在那里躲雨了,等我们赶到之后,就立即点起了熊熊烈火,换上了干衣服。大家又开始谈笑风生了。我们把山毛榉叶铺成床垫,躺在上面过了一夜。偶尔有人睡不着,便会起来给炉子添一点火。可是这屋子根本没有通风口,所以满屋子烟雾缭绕,简直可以熏鱼了,又怎么能让人睡得舒服呢。因此不到凌晨两点的时候,我们就都起床了。

雨已经停了,满天的星斗闪闪发亮,空气也变得异常清新。我们要爬上最高的山顶去看日出了。因为疲劳,也因为早上的空气比较稀薄,我们很快便感觉到恶心、两腿无力、气喘吁吁,爬得非常非常慢,走几步就得休息一下。终于到了山顶,我们立刻就钻进了粗陋的圣女克努瓦小教堂,在那里喝了点小酒暖暖身子,来抵御彻夜刺骨的寒冷。

很快,太阳升起来了。万杜山三角形的影子投射到了天边,在阳光下泛着紫红色的光。西边和南边的平原在薄雾中延伸,罗讷河犹如一条银线躺在大地上。北面和东面,有一片白色棉花糖似的云层在我们脚下软绵绵地飘动着,低处的黑色山峰偶尔会从云层中穿插出来,露出一个调皮的小山角。在阿尔卑斯山的那边,还有几座挂着冰川的山峰在阳光下闪闪发光。

此时正是8月,已经错过了很多植物的花季。如果你真的想来看看这神奇的花园,那你最好在7月上山,赶在羊群把植物吃掉以前好好地领略一下这里的神奇。那长着一根嫩红色花蕊的优雅可人的绒毛雄蕊白花,那开放在闪亮的石灰石上有着蓝色大花冠的塞尼山紫堇花,那天蓝色的可与蓝天媲美的阿尔卑斯勿忘草……所有的花上全都闪烁着早晨的露珠。美丽的白翅蝴蝶懒洋洋地在花丛中飞来飞去,这真是个自然博物馆啊!

这番景象只有你亲自来看过才能体会得到,我也就不多加赘述了,现在让我们回到那成群蜷缩在石头下的毛刺砂泥蜂身上吧!

飞行的动力

——昆虫鼎盛的主要因素

任何人若被困在摇蚊群中,就能切实感受到昆虫飞行的能力。那些倍受其困扰的人为老是打不着恼人的青蝇而丧气之余,也许会纳闷这些虫子的飞行特技真是令人难以捉摸,居然能头朝下地停在天花板上。

毫无疑问,大多数昆虫成年后的生活几乎都在飞行中度过。在三维世界中,飞行能使它们保持高度的活跃性和主动性,以便开拓用其他方式无法到达的栖息地,包括岛屿。昆虫的飞行能力早在距今3.54亿~2.95亿年前的石炭纪就进化出来。一种理论认为,早期的大型昆虫依靠体侧的延伸部分滑行,随后进化为盘旋,以达到更有效的控制,最后发展为振翼。另一种理论则认为,小型昆虫的翅膀是由那些通过不断拍打实现某些功能的部分进化而来的,比如用于气体交换的鳃或用于性信号的胸腔的延伸部分,飞行可能通过运用肌肉偶然发生了一次,起作用的肌肉在缨尾目中不会飞的衣鱼体内也有大体相似的部分。

在昆虫朝更高速度和更强控制力的飞行方式的进化过程中,有几个发展趋势。由于较少的褶皱或凹槽能给翅膀提供纵向的坚硬度,那些最初呈网状的翅膀脉络逐渐简化。一对单一的振翼结构被进化出来的形式包括:身体一侧的两只翅膀长在一起,或通过缩小其中一对翅膀的尺寸来形成防护甲片(如蠷螋和甲虫),或形成其他名为平衡棒的平衡器官(如双翅目蝇类)。产生动力的肌肉变得与控制肌肉迥然不同,而最初这两种功能是由同种肌肉实现的(如蜻蜓)。此外,身体也逐渐朝着更短更厚的方向发展,随之而来的是其内在稳定性的降低和控制能力的显著增强。最后,飞行的成功极大地归功于一种专门的翼肌肉的进化,这种肌肉收缩的频率比其他肌肉高得多,如部分小的蝇类,其频率能高达每秒1000次。

翅膀振动的形式十分复杂。翅膀向下拍时,其前缘向下倾斜;翅膀向上拍时则向上倾斜。对蝇类而言,在每次振翼后会自动盘旋翅膀,但是盘旋的程度可被小的肌肉所调整。除最低等的以外,大多数昆虫飞行的动力都通过作用于骨片(胸部表皮外骨骼的片状物)上的肌肉间接得来。

翅膀的振动受到如下几种结构支持:首先是具有弹性的关节,构成这种关节的蛋白名为节肢弹性蛋白,这种关节能使翅膀在振翼达到最顶处和最底处反弹;其次是缘自于掣爪机制的弹性,这种机制能使翅膀在中位附近(类似于灯开关)不稳定;再次,是肌肉本身的弹性。通过提高翅膀盘旋的次数和振翼的频率,均能使动力提升。飞行的方向通常靠改变一侧的振幅或盘旋来控制,还可利用长的腹部或步足作为方向舵来辅助实现,例如蚱蜢。

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新翅类昆虫的振翼模式。1.翅向上拍时,其背腹部肌肉将背板垂直向下拉,翅膀随之升起,胸腔被拉长,使水平肌肉扩张。2.当肌肉收缩时,背板升高,把翅膀向下推。某些昆虫就通过这种利用肌肉改变翅膀的倾斜度或振幅来间接辅助飞行。

有些昆虫可以原地盘旋,像直升机那样通过身体近乎垂直状和翅膀向上拍打时的翻转来实现。有的昆虫在其翅膀扇到最高处时同时拍打,然后从前缘处分开翅膀,使空气如漩涡状流通,从而产生举升力。蜻蜓、食蚜蝇及黄蜂盘旋时身体呈水平状,利用浅浅的振翼盘旋于空中——其空气动力学原理尚未被完全掌握。

就行程所需要的能量消耗而言,飞行的能耗比较少,可能少于爬行或奔跑。然而单位时间内的能耗却相当高,特别是当它们背负重物盘旋空中的时候(如黄蜂带着猎物),或当它们以超高速飞行时——有些昆虫可以高达每秒20米,能量消耗可达150焦/千克,因此飞行肌肉要有非常有效的供氧系统——在血淋巴中有高浓度的碳水化合物,利用激素也能推动养分在体内循环。这样一来,足够的能量供给就得到了保证。

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一群君主斑蝶从墨西哥冬天的大地飞入天空。这一物种以其迁徙能力强而著称,一些君主斑蝶能从墨西哥飞到远至加拿大。

飞行中高频的能量消耗会产生相当可观的热量,这些热量对小型昆虫来说极易散失,但对大型昆虫而言却容易聚集。飞行肌肉已适应了在高达40℃的温度中工作,许多昆虫必须先晒太阳或振颤翅膀来预热,才能顺利起飞。大黄蜂有一套更为完善的机制,它们是热血生物,其起飞所需的临界温度可以通过某种化学作用产生热量而达到。当它们在寒冷的早晨开始起飞时,这一作用就显得格外重要了。

飞行时,为了避免过热,有的昆虫能将热血从胸腔分流到腹部——腹部就像汽车的散热器一样工作。而那些缺少这种机制的昆虫,它们的飞行只能被限制在诸如夜间这样比较凉爽的时间进行。蝴蝶、蜻蜓和蚱蜢这样白天活动的飞虫,依靠翅膀振翼间隙的滑行来节约能耗并防止身体过热,它们的后翅有延展的后叶能支持这种滑行。

飞行昆虫必须具有可操控性的机制以抵消翻转、倾斜或摇摆的倾向。帮助维持这种稳定性的感觉器官包括复眼、单眼以及存在于触角、头、翅、腹部尖端的尾毛等处的机械性刺激受器。许多钟形感受器位于飞虫平衡棒上,这种平衡棒能像回转仪一样记录运动偏差。介壳虫和捻翅目昆虫在其退化的前翅上也有相似的机制。

因此,昆虫翅膀的进化是彼此制约的结果。翅膀的重量必须轻得足以保持其内在负荷在肌肉的可承受范围之内,同时还必须有足够的体力,不仅能对抗空气的阻力,还能支撑身体和其他额外负重——猎物或花粉。它们的翅膀必须兼具结构强度和灵活性。昆虫飞行的机制及其相关的生理学原理十分协调,而推动这种复杂、功能化的整体向前发展的动力则应归功于自然选择。

许多昆虫目都有不会飞的种类,其中很少是完全不能飞的,比如跳蚤。飞行在成虫前的发育阶段和成虫时期的能量消耗都非常高,如果不存在这方面的需要,这种能力很快就被摒弃。失去飞行能力的昆虫包括那些演变成水栖的、能钻洞且身体能变形的、寄生于脊椎动物身上的和居住在小岛上的——那里的风使飞行行为变得很危险。对其他昆虫而言,飞行可能被局限于成体的某一特定阶段,在此阶段以后,其飞行肌肉可能萎缩,翅膀退化(如白蚁)。此外,由于季节的变化,有的昆虫某几代会飞,而其他几代则不会,如一些水虫和蚜虫。