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蝉:一生三样,四年潜伏,只为绚烂一个月

2020-12-03金铃儿

奥秘(创新大赛) 2020年11期
关键词:金蝉脱壳寒蝉蝉蜕

●金铃儿 编

昆虫的变形过程给我们最大的启示是,生命中的蜕变必不可少,当我们拒绝蜕变时,在很多时候我们的生活会变得更加困难、更加危险。蜕变能使我们成长,让我们去除糟粕,重获新生。

——泰德·安德鲁斯

一生三模样

蝉和其他昆虫一样,一生中外部形态、内部器官和生活习性要历经几次改头换面、脱胎换骨,也就是变态。蝴蝶、蜜蜂、萤火虫等大多数昆虫一生要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个时期。然而,蝉的一生只变三次模样,没有蛹期,而且幼虫的形态和生活习性与成虫近似,称为若虫。

蝉一般头年盛夏产卵,次年初夏孵化,卵期大约300天。常见的蚱蝉卵为椭圆棒状,像极细小的珍珠,乳白有光泽,长约2.5毫米。产于寄主植物新生枝条内的越冬卵孵化后,若虫翻着筋斗或者随着枯枝掉落地上,这得益于雌蝉产卵时伤害了树枝的韧皮部,所以等到蝉卵孵化时,树枝也慢慢枯萎了。

柔软的米白色若虫艰难地从枯枝里钻出来,听从本能的召唤,朝着温暖向阳、土质疏松、靠近树根的地方爬去。它的身体太柔软、太虚弱,它害怕风吹日晒、雨淋霜冻,更不想成为其他动物的美食。因此,它用一对天赐的强壮开掘足拼命地挖掘泥土,以尽快的隐身于地下。终于安全了,可以松一口气了,但它还要继续努力,把自己的最后一点能量用来开通到达树木根部的通道,然后将尖利的口器刺入树根,拼命地吮吸树木的汁液,享受一生中的第一顿美餐。

在暗无天日的地下,复眼没什么用处,所以若虫起初仅有可以感光的单眼。它依靠发达的触角感知环境,吃饱喝足后慢条斯理地营造地下居室,在泥土中悠哉游哉地生活。

若虫究竟要在地下隐居多久呢?不是几周、几个月,而是几年,甚至十几年。许多蝉的寿命为3~5年,那么这些蝉的若虫在地下就要隐居2~4年,这些蝉每年都会有一些羽化为成虫出现在人们的视野里。

某个夏天雨后的黄昏,在生物钟的催促和外界环境的刺激下,若虫意识到出土的时机到了。此时黄褐色的若虫已经充分发育,身体坚硬,翅芽发达,从头顶至后背中央形成了一条蜕皮线;而且外界温度升高有利于羽化后尽快晾干翅膀,同时也避免了阳光暴晒使翅膀开裂;此外,雨后的泥土变得柔软湿润,有利于摆脱大地的束缚。

蝉的一生

若虫从容不迫地从穴居的土室中钻出来,它不再需要地下的安全屋,它渴望拥有蔚蓝的天空。它爬到高高的树枝上,开始“金蝉脱壳”——经过最后一次蜕皮脱去金灿灿的外骨骼。它丢掉一身旧衣裳(蝉蜕),焕然一新,羽化成成虫——它终于蜕变成了一只被世人喜闻乐见的真正的蝉!

虽然刚蜕皮时,蝉翼湿润而沉重,但在清风的抚弄和晨曦的沐浴下,用不了几个小时,等到翅膀晾干变硬后,它就可以飞向天空,飞向自由。在炎热的仲夏,开始在丛林中游乐。

刚出地洞的蝉

黑翅红蝉

神秘周期蝉

蝉科中真正的“潜伏”高手是周期蝉。周期蝉仅仅生活在北美,包括17年蝉和13年蝉两类。周期蝉和其他蝉的显著区别是周期性集中蜕皮羽化。例如,2016年6月在美国俄亥俄州,一批蛰伏了17年的蝉破土而出,树林里红眼黑身的蝉密密麻麻。令人惊讶的是,在2016年前后多年,当地居民几乎没有见到过这种蝉的身影,更没有听到过这种蝉掀起的巨大声浪!原来,17年蝉在北美大约有20个大小不同的种群,但在同一个地区往往只有一个种群,因此,在同一地区同一种周期蝉要每过17年才有一次重见天日的机会。也就是说,假如想要再次感受俄亥俄州这种17年蝉的喧嚣,那就要等到2033年的夏天。

具有神秘色彩的周期蝉的生活周期为什么是质数(13或17)?周期蝉为什么只在特定的年份集中爆发?难道周期蝉真的是“数学帝”?

这些都激发了人们的好奇心。围绕着周期蝉的重重迷雾,博物学家、昆虫学家和进化生物学家进行了旷日持久的争论。

有人推测,这是在自然选择的作用下形成的,也许有利于逃避天敌的捕食。正如沙丁鱼群集以应对鲨鱼、金枪鱼等凶猛的捕食者一样,周期蝉通过同步群集蜕皮羽化也是应对麻雀、红头啄木鸟、黄嘴美洲鹃等捕食者的一个非凡策略。这种策略可以称为“捕食者饱和效应”:猎物数量过度,超过了捕食者的食物需求,从而一部分猎物得以逃逸并繁衍生息。与此同时,13和17真是周期蝉的幸运数字!德国马克斯·普朗克分子生理研究所曾建立一个数学模型,模型显示,生命周期为质数,确实可以帮助周期蝉巧妙地避开天敌的过度捕食,稳定地保存种群数量。

此外,也有人认为在遥远的过去,地球上曾出现过不规律的寒冷夏季,只有长时间潜藏在地下顺利躲避了恶劣气候的周期蝉有机会繁衍至今,于是它们就一直保留了这种遗传特性。日本研究者通过研究周期蝉的基因,揭示了气候变化与周期蝉的进化有一定的关系。也许,随着对周期蝉的深入研究,人们终将找到更有说服力的答案。

不论是普通蝉还是周期蝉,为了不辜负生命中唯一的夏天,羽化后的成虫都喜欢在大树上群集鸣叫,尽情歌颂和享受生命中最精彩的时光。一两个月后,寻觅到心仪配偶的成虫交尾,然后雄蝉率先走到生命的尽头,从枝头坠落,缄默无声地死去。雌蝉则要完成其终极使命,将卵产到精心挑选的树枝里,之后才会追随亡夫而去。蝉卵的孵化又将开启下一个生命周期。

蝉的家族虽然没有象鼻虫和蝴蝶等昆虫的家族那么大,但也不算太小。已知的蝉有2000多种,除了周期蝉,常见的有蚱蝉、蟪蛄和蒙古寒蝉等。此外,金“蝉”脱壳、“蝉”联冠军、噤若寒“蝉” ……这些成语和 “蝉”到底有什么关系呢?

蟪蛄

金蝉脱壳

蚱蝉是我国最常见、分布最广的蝉,因为黑色有金属光泽又名黑蚱、金蝉。蚱蝉若虫蜕变为成虫时,会留下棕黄色的蝉蜕挂在枝头。

“金蝉脱壳”:蝉蜕的外形跟蝉十分相像,但实际上是一个空壳。在轻风的吹拂下来回摆动的蝉蜕,就如一只栩栩如生的蝉,有时会使捕食者上当受骗。因此,兵法三十六计中有一计为“金蝉脱壳”,比喻使用计谋,制造假象,脱身溜走。

“蝉联冠军”:“金蝉脱壳”时,若虫脱掉原有的外骨骼,躯体在原来的基础上仍得以延续,称为“蝉联”——表示连续相承、绵延不断。在体育比赛中,如果连续获得同一项目的冠军,便是蝉联冠军。

蒙古寒蝉

蚱蝉

蚱蝉是蝉家族中的大个子,成虫体长约四五厘米。头部有红黄色斑纹,身体局部密生金色细毛。蚱蝉视力良好,复眼突出,大而横阔,黄褐晶亮,位于头部两侧,炯炯有神。3个单眼位于1对复眼中央,呈三角形排列。2对翅膀透明有反光,脉纹黄褐色。

蝉鸣而知夏至,这时蝉就是一种物候标志。盛暑时节,栖息在柳树、桃树、梧桐树等乔木上的蚱蝉堪称“麦霸”,总是“吱吱吱”一声紧着一声地聒噪,连续不断,似乎永远不知疲倦。天气越炽热、越干燥,蚱蝉就叫得越欢快,甚至到夜间还在歌唱。

寒蝉凄切

在蝉家族中,蒙古寒蝉是有名的“实力唱将”。它体型中等,长约3厘米。刚刚从枯黄色的蝉蜕中脱身而出时,蒙古寒蝉周身碧绿,翅膀薄而透明,非常漂亮。但是,不久它就变成暗绿色,有黑斑纹,局部还有白蜡粉,有点像出土的古铜器,没那么招人喜欢了。

蒙古寒蝉又名蛁蟟,比蚱蝉和蟪蛄更晚出场亮相,一般在夏末秋初才大量羽化。自晋朝陆云在《寒蝉赋》中写出“寒蝉哀鸣,其声也悲;四时云暮,临河徘徊”之后,寒蝉的悲鸣,就成了秋意的呻吟。从杜甫的“高鸟黄云暮,寒蝉碧树秋”,到柳永的“寒蝉凄切,对长亭晚,骤雨初歇”,凄惨悲鸣的寒蝉不仅是报秋的使者,而且在文学作品中常常用于烘托悲凉的气氛和情调,融情入景,暗寓凄凉的离别之意和羁旅思乡之情。

蒙古寒蝉的歌声起伏多变,音调忽高忽低,既洪亮又悦耳。当两只或更多的蒙古寒蝉一起鸣唱时,这种无伴奏的合唱可以产生美妙的和声,其艺术水平配得上“蝉声音乐会”的压轴重任。

“噤若寒蝉”:蒙古寒蝉虽然爱唱善鸣,但人们往往只闻其声,难觅其影。这一方面是由于它总是栖息在大树顶端离地四五米的高处,人们的视力难以企及;另一方面也因为它没有蚱蝉和蟪蛄的胆量大,而且非常机警,稍有动静就会立刻停止歌唱。由于后面这个原因,人们常用“噤若寒蝉”来形容一个人因为害怕而不敢说话。

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