昆虫“外星球”

林文强+江朝生+吴佳境+陈淑美+周传馨

千姿百态的昆虫，是地球上最古老的动物之一，出现于3.5亿年前的泥盆纪，至今已发展为种类最多的动物，全世界估计有1000万种之多，中国的昆虫也在百万种左右。

昆虫在自然界中占有十分重要的地位，它是生物食物链网中重要的不可或缺的组成部分；没有昆虫就没有生物的多样性。它又与人类的生活和经济活动关系密切，很多昆虫是人们生产、生活的朋友或敌手。

世界上有多少种昆虫

最近的研究表明，全世界的昆虫可能有1000万种，约占地球所有生物物种的一半。但目前有名有姓的昆虫种类仅100万种，占动物界已知种类的2/3～3/4。由此可见，世界上的昆虫还有90%的种类我们不认识；按最保守的估计，世界上至少有300万种昆虫，那也还有200万种昆虫有待我们去发现、描述和命名。现在世界上每年大约发现1000个昆虫新种。

在已定名的昆虫中，鞘翅目（甲虫）就有35万种之多，其中象甲科最大，有6万多种，是哺乳动物的10倍；鳞翅目（蝶与蛾）次之，有约20万种；膜翅目（蜂、蚁）和双翅目（蚊、蝇）都在15万种左右。

昆虫不仅种类多，而且同一种昆虫的个体数量也很多，有的个体数量大得惊人。一个蚂蚁群可多达50万个体。一棵树可拥有10万只的蚜虫个体。在森林里，每平方米有10万头弹尾目昆虫。

我国幅员辽阔，自然条件复杂，是世界上唯一跨越两大动物地理区域的国家，因而是世界上昆虫种类最多的国家之一。一般来说，我国的昆虫种类占世界种类的1/10。世界已定名的昆虫种类为100万种，我国定名的昆虫应该在10万种左右，可目前我国已发现定名的昆虫只有5万多种，要赶上世界目前的水平还任重道远。况且，世界的昆虫种类应该在300万种～1000万种，所以我国应有昆虫30万种～100万种。

多变的自卫能力

昆虫在地球上的历史至少已经有3.5亿年了。它们在长期适应环境的演变中，有着多种多样保护自己安全，不受天敌伤害的自卫本领。昆虫还具有较强的适应能力。一些種类可以忍受-50℃的严寒，而另一些种类则可以栖息在49℃高温的沙漠或温泉中。某些蝇类可以生活在纯盐和纯油中；谷象可以生活在纯二氧化碳中；另一些昆虫甚至在长期缺水状态下也能活动自如。

绝大多数昆虫属于完全变态类，即幼虫和成虫在形态、食性和行为等方面明显分化，这种分化借助一个静止的蛹期来实现。这样，既扩大了同种昆虫的食料来源，满足了昆虫的营养需求，也是对外界环境的高度适应。

昆虫就是凭着它们自身超群的适应性和顽强的求生本领，经过漫长的历史长河，不断发展壮大起来，成为最鼎盛的家族“占领”着地球。曾有位作家写道：“昆虫比人类较早出现，它们的顽强性或许会使昆虫比人类活得更远，这里有许多奥秘需要人类去揭示。”

虫眼看世界

复眼是昆虫的主要视觉器官，通常在昆虫的头部占有突出的位置。多数昆虫的复眼呈圆形、卵圆形或肾形。有些昆虫的复眼在每侧又分为上、下两个，成为“四眼”昆虫，例如眼天牛、豉甲和浮游的一些种类。特别是生活在水中的豉甲，由于它的复眼分为上、下两部分，因而在猎食时既能发现水面的目标，又能发现水中的目标。在突眼蝇中，复眼着生在头部两侧的柄状突上。

复眼是由许多六角形的小眼组成，每个小眼与单眼的基本构造相同。复眼的体积越大，小眼的数量就越多，看东西的视力也就越强。复眼中的小眼的数目变化很大，从最少的只有一个小眼，到最多的有数万个小眼。例如有一种蚂蚁的工蚁只有一个小眼，蝴蝶有1.2万个～1.7万个小眼，蜻蜓则有1万个～28万个小眼，家蝇有4000个小眼。

小眼的构造很精巧，它有一个如凸透镜一样的集光装置，叫角膜镜，就是小眼表面的六角形凸镜，下面连着圆锥形的晶体，在这些集光器下面连接着视觉神经。神经感受集光器传入的光点而感觉到光的刺激，而后造成“点的影像”，许多小眼的点的影像相互作用就组成“镶嵌的影像”。如果把昆虫的一只复眼纵向剖开，在放大镜或显微镜小观察，多棱的小眼聚集在一起，很像一只奇妙的万花筒。

昆虫除原尾目无触角、高等双翅目和膜翅目幼虫的触角退化外，其它种类都有1对触角。触角长在昆虫两只复眼的中上方，昆虫活动的时候，这两根触角总是不停地摆动着，东察西探，象是寻找猎物的雷达。

触角是主要的感觉器官，有嗅觉、触觉和听觉的功能。触角能够帮助昆虫寻找食物和配偶，并探明身体前方有无障碍物。在有些昆虫中，触角还有其它用处，例如雄性芫菁在交配时用来握住雌虫，魔蚊幼虫用来捕捉食物，仰泳蝽的触角在水中能平衡身体，水龟虫则用来帮助呼吸。

足的妙用

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，去掉粘着在触角上的东西；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，垫上还有能分泌粘液的毛，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。峡蝶、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。

昆虫的足不但有爬、跳、捕、挖的本领，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，在良好的路面上也只能拖得动3.5吨的货物，只是相当于体重的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l400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，曾作过这样的试验：用一根线在蜻蜓的胸部缠上一圈，把它悬挂起来，然后放一块粗糙些的重物让它抓住，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。用同样的方法作试验，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，看到不同昆虫足的形状，就大致可以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。

多姿多彩的翅膀

昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的动物。飞行使昆虫在觅食、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不同，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，并将翅面進行分区。

昆虫大部分都能较远距离地飞翔，如蝗虫和粘虫成虫都是飞翔力极强的昆虫。飞蝗可成群结队飞行千里。据我国昆虫学工作者们研究，每年春夏在广东一带越冬后羽化的粘虫，可以成群飞越数千里，漂洋过海到北方去觅食。蜜蜂每小时可持续飞行10公里～20公里。牛虻每小时可飞行40余公里。蚊虫为了寻找水源产卵，也可以飞行数公里。蜻蜓、螽斯和某些种天蛾也能够持续飞行数百里乃至千里而不着陆。某些昆虫除飞行距离远外，飞翔速度也很了不起，蜻蜓每秒钟飞10米～20米；金龟子每秒钟飞2.2米～3米；天蛾每秒钟飞5米；菜粉蝶每秒钟飞1.8米～2.3米；家缎每秒钟飞2米；牛虻每秒钟飞4米～14米；蜜蜂每秒钟可飞2.5米～6米。因为昆虫有这样强的飞翔能力，再加上高空气流和风的影响，便给昆虫远距离飞迁提供了良好的条件。

以上这些翅的形状和飞行的特点，都在一定程度上反映了各种昆虫的生活特点，同时也给人们提供了认识昆虫种类的依据。为了防止害虫扩大蔓延，我们必须把害虫消灭在长翅膀以前，例如飞蝗、盲蝽等都要消灭在三龄以前。

斑澜夺目的体色

昆虫有着极其丰富的色彩，有的昆虫色彩艳丽、斑澜夺目，甚至还呈现出变幻莫测的金属色泽，也有的昆虫颜色暗淡、陈旧，实无美丽可言。那么昆虫的不同色彩是怎样形成的呢？不同的颜色对昆虫有什么特殊意义吗？

昆虫的颜色多数是由体壁和它的衍生物产生出来的，也有的来自不同的皮下组织或血液。根据颜色的成因我们把它分为两类：一类是色素色，是由色素化合物形成的颜色，这些物质可以吸收某种光波，而反射其他光波，从而形成各种颜色。它们多半是代谢的产物或副产物，如黑色素、类胡萝卜素、蝶啶类等。当色素存在于表皮内部时，我们把它称为表皮色。表皮色在昆虫死亡后还能保持很长时间的稳定性，如翅上的花斑。若色素位于表皮下的真皮细胞内，则称为真皮色，真皮色往往随着昆虫的死亡而逐渐消失。有些昆虫活着时呈嫩绿色，制成标本后不久，嫩绿色渐渐变成了黄褐色，就是这个缘故。另一类颜色是结构色，是光照射在虫体表面的不同结构上而产生折射、反射及干扰而形成的。昆虫身体的金属光泽属于结构色，结构色不会因昆虫死亡或煮沸、漂白等处理而发生改变或消失。

昆虫的色彩大多是混合上述两种色泽而成的，称为混合色，如有一种美丽的蝴蝶叫做幻紫峡蝶，它的翅呈黄褐色，当从不同的角度看时，又显现出梦幻般的紫色闪光，其中黄褐色是色素色，紫色闪光则为结构色。昆虫有了这样那样的颜色，就可吸引异性求偶、隐藏或示威避敌，还可避光保护自己。