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[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

2018-01-31 00:46:42 来源:新文阁 编辑:jian

导读 : 在自然界,竹节虫因古怪的外形特征和神秘的生活习性被称为“丛林幽灵”。在昆虫界,竹节虫因高超的拟态技巧和聪明的御敌之术被誉为“伪装大...

[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

  在自然界,竹节虫因古怪的外形特征和神秘的生活习性被称为“丛林

  幽灵

  ”。

[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

  在昆虫界,竹节虫因高超的拟态技巧和聪明的御敌之术被誉为“伪装大师”。

[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

  经过漫长进化之路,这个从侏罗纪时代繁衍至今的昆虫“活化石”,靠“超级变变变”的易容术而独善其身;用“孤雌生殖”的

  特异功能

  而生生不息,以“闪色喷毒”的奇门异术而独步天下。

[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

  今天,竹节虫的世界里依旧有着许多未解之谜,吸引我们去探索。

[图文]丛林幽灵伪装大师竹节虫

  拟态高手——会走动的“树枝”

  竹节虫是高超的伪装大师。可以模仿各种树枝和树叶,上演精彩绝伦的“易容术”;

  还能根据光线、湿度、温度的差异改变体色,将自己隐于无形,不动一刀一枪而独善其身,独步天下。

  在全世界的热带和亚热带丛林里有一类奇怪的昆虫,即使有人告诉你它就在面前的树丛中,你也难以发现它的存在。除非你有足够的耐心仔细观察,才会发现某段树枝有点异样——它居然在缓慢移动;但当你仔细查看时,又会不免疑惑起来,这的确是一段树枝啊——色彩、形状全与周围的树枝一模一样,连枝条上的毛刺也是那样真实。不过,当你再仔细观察,还是会看到一点小小的破绽——一对位于“树节”处亮晶晶的小眼睛,这是一只虫子!此时你见到的昆虫便是大名鼎鼎的拟态高手——竹节虫。

  在自然界中,竹节虫以外形古怪和习性神秘而著称,因此人类给了它们起了一个很幽默、贴切的学术名称“Phasmida”(拉丁文),翻译成中文就是“幽灵”;而他们的外型特征和树枝可说是难分伯仲,但树枝并不会走路,因此竹节虫在英语系国家又被称作“Walking-stick”——会走动的树枝。

  全世界的竹节虫都属于竹节虫目,分为5科300多属2800多种,我国已发现过4科100多种,分别是棒科、杆科,枝科和叶科。在中国,昆虫学家为突出竹节虫的特殊性,专们造了一“”字,作为它的简称,这个目也叫目,外形像竹节的称为杆,像叶片的称为叶,而混身长满小刺的,理所当然的被称为刺;而民间则将其划分为两大类:一种是身体扁平,如同树叶,称之为叶子虫;另一种身体呈棒状,如同树枝,称之为竹节虫。

  在昆虫界中,善于伪装的比比皆是,然而真正称得上“大师”的唯有竹节虫。上帝没有赋予它尖牙利爪,却给了它出色的伪装本领。它们生活在丛林中,没有利齿,没有锋利的尾针,不能像蝗虫一样跳跃,也不能像蝴蝶一样飞翔,却靠着千变万化的伪装技巧,上演精彩绝伦的“易容术”,将自己隐于无形,不动一刀一枪而独善其身,独步天下。它们是昆虫学中诠释“拟态”的经典案例。

  由于躯干、腿、触须细长分节,宛如一段天然的竹枝,“竹节虫”的名称因此而来。多数种类竹节虫可以十分精确地模仿各种树枝和树叶,效果极近真实,连枝条表面的小刺、树瘤、枝节、霉斑,叶片的脉络都力求逼真。它们一般是以生活环境为基础进行拟态,比如生活在叶片较多的地方,则以叶片为模拟对象;生活在以树枝为主的环境中,则变成棒状的体态。同时,竹节虫还能根据光线、湿度、温度的差异改变体色,让自身完全融入到周围的环境中,让天敌难以发现。

  例如生活在我国西南山地的白纹巨树,既是我国最粗的竹节虫(直径达8毫米左右),也是专业的枯枝模仿者,它的外表酷似一根长着几条分杈的枯枝,平时它总是一动不动地藏在树上,只有在清晨或黄昏才小心翼翼地移动取食,而且在移动之时还常常会左右有节奏地摆动,模仿树枝晃动的样子。一但受惊,它立即会假死,像断枝一样落到地面,一动不动,好一会儿才翻过身来,悄悄爬走。

  要在竹林里找出杆竹节虫,也是一件十分困难的事。它黄绿色光滑的体表上,有着清晰明显的“竹节”,加之它总是躲藏在细小的竹枝间,两只前脚并拢,四只中脚和后脚支开,纹丝不动。这样一来,就算你已经到了它的面前,也无法将其找出来,它的伪装已经达到了和竹枝合二为一的最高境界。

  虽然绝大多数种类的竹节虫都模仿枝条,但也有的竹节虫不模拟树枝,叶科的拟态更比其他竹节虫技高一筹,它们模仿的是树叶,不仅外形,连叶脉,甚至叶面上被虫啃过的缺口和霉变的斑纹也模仿得惟妙惟肖,因此在现代的昆虫学教科书中,叶几乎已成为“昆虫拟态”的代名词。

  在亚洲的热带雨林中,便生活着叶。大多数叶体长7~9厘米,腹部最宽处4~5厘米,最大的巨人叶体长可以达到12厘米;叶腹部和背上的翅膀极像雨林中一片宽大的绿色阔叶树叶片,中间有凸起的叶片“中脉”,两边有“支脉”,圆圆的小头正好作为叶柄,脚则伪装成被其他昆虫啃食过,残缺不全的小叶片,连缺口处干枯的黄边也决不漏过,有时还会加上几个“小

  虫洞

  ”。

  除了得天独厚的外形,超强的耐心也是它致胜的法宝。白天,竹节虫凭借自身良好的伪装安全地潜伏在栖息的林地、丛林或花园中。为了能与周围的环境完美地结合为一体,白天能一动不动地保持着精致细微的形态。一到夜晚,它们凭着一双如炬的亮眼变得异常活跃,在栖息地四周巡游并找机会进食。

  当竹节虫感觉到有风吹过或其他震动时,就会放松自己,扭动腰肢,闻声起舞,当然这种“舞蹈”其实是模仿枝叶的摆动;微风吹过时它们会吃东西,不仅仅是为了跳起舞来更有活力,也是为了更安全。靠着这种尽力控制自身的运动,竹节虫最大限度避免了被天敌发现的可能,从而保住了生命。在两性生殖时,雌雄尾部相接,头的方向相反,像延长的竹枝,这也是一种奇妙的拟态。

  孤雌生殖——独特的生命传奇

  竹节虫是不完全变态的昆虫,一生要经历卵、若虫和成虫三个时期。有些种类还能上演孤雌生殖的生命传奇:雌性竹节虫不与雄性交配,产下没有受精的卵也照样能孵化成功,繁衍后代。

  由于竹节虫几乎只生活在树梢,层层叶片遮盖了它们栖息的区域,因此人们在丛林里很少有机会看到它们,大多数昆虫学家对这种昆虫的生活方式知之甚少。通过饲养来自世界各地的竹节虫,我感觉它们的一生就是一个传奇。

  与其他昆虫相比,竹节虫很有饲养和观赏价值。大多数竹节虫主要以树叶为食,它们最喜欢蔷薇科植物,可能是极少运动吧,我发现它们食量也很小。与一只同样重量,天性活跃的蝗虫相比,它们每天的食物消耗不到蝗虫的五分之一。尽管世界上那些体型最为巨大的竹节虫不产自四川省,但是目前已经有好几种热带雨林里的巨大竹节虫在四川青城山脚下的成都华希昆虫博物馆里安了家。

  我饲养着从世界各地带回的十几种竹节虫,虽然来自距离青城山几千甚至上万公里的地方,但现在它们共同生活于一个大房间里,吃着同样的食物——博物馆周围种植的玫瑰和悬钩子的叶片。冬天没有鲜嫩叶片的时候,它们也吃切得很薄的苹果片,甚至果酱。这些竹节虫非常容易饲养,只要调节好房间的温度和湿度,准备新鲜的食物,大部分都能顺利长大。由于其伪装的功夫非常好,换叶子时如不细心,就找不到它在哪里?这种捉迷藏的游戏很有趣。

  白天,它们一般一动不动地潜伏,有的种类还将两条前腿并拢伸直,整个身躯和另外四条腿也尽量伸直,常常选择纤细的枝条附近躲藏,使自己看上去与环境保持高度一致。与许多慵懒的动物一样,它们的寿命也远比那些活泼的生命长,只要新鲜食物充足,温度适合,人工饲养条件下它们可以活一到三年。它们与大多数只有几十天,至多几个月生命的昆虫相比算是寿星了。

  竹节虫的一生要经历卵、若虫和成虫三个时期。和大多数虫卵一样,竹节虫卵外壳由一层类脂以及一些有机化合物组成,内部是一层薄薄的生物膜,包裹着未发育成型的小虫。卵通常为椭圆形或球形,卵壳极为坚硬,有些种类的卵壳上还有美丽的条纹。在卵壳上方有一个卵盖,如同一扇门,当卵孵化时,若虫就会顶开卵盖爬出来。

  尽管有良好的拟态伪装,但竹节虫的天敌诸如鸟类,仍能发现并吞食处于所有发育阶段的竹节虫。所以,雌性竹节虫的产卵量往往都很大,有些种类的雌性竹节虫一次的产卵量能超过2000枚,是“广种薄收”战略的典型代表,因为自然界物种的竞争非常惨烈。

  相对于其他昆虫,竹节虫产的卵也很大。大多数竹节虫所产的卵大约每个3~5毫米长,这些卵的外形千奇百怪:有的像草籽,有的像小西瓜,有的像米粒,有的像是它们吃的树木的种子,有的甚至两侧长有像翅膀一样的延伸,看起来和电影《哈利波特》中魁地奇比赛中使用的工具一样,有点像微小的黄金小球。

  这些千奇百怪的卵在风的作用下,随风飘扬并被带到各处。事实上,大多数竹节虫的雌虫会在卵落地之前用尾部把它们弹射出去,目的是为了避免同类为生存而相互竞争食物的现象;有些竹节虫则喜欢把卵粒用分泌的胶液固着在树枝上或散落在土块、岩壁的缝隙中隐藏起来。

  竹节虫和蚂蚁有着令人惊奇的共生关系。有些竹节虫无力保护自己的卵,于是就谋求蚂蚁的帮助。每个卵上都有一个称作“头状体”小圆块,很合蚂蚁的口味。蚂蚁找到这些卵之后,就把它们带回家中,吃掉头状体,卵就可以安全地孵化了。蚂蚁吸收了营养,而竹节虫也得以繁衍,可谓是一举两得的美事。对于竹节虫来说,附着在卵上的头状体是一种狡诈却能有效地获取帮助的办法,结果蚂蚁便成为了帮助它们扩散卵子的义工。

  竹节虫是不完全变态的昆虫,卵需要经过一两年才能孵化成幼虫;刚孵出的若虫与成虫在形态和生活习性都差不多,只是若虫的翅发育不完全,生殖器官尚未成熟;经过4~5次蜕皮后其翅和生殖器官逐渐发育生长,蜕变为成虫。

  在竹节虫中还有一种非常奇特繁殖现象:孤雌生殖——指在繁殖过程中缺少雄性配偶的情况下,雌性竹节虫不与雄性交配,便能产下无父的后代,即卵子无须授精就能自行发育的现象。虽然相当多种类的竹节虫都可以采用孤雌生殖,但并不等同它们为雌雄同体,实际上竹节虫仍有公、母之分。只是雌虫一旦不和雄虫交配,而自行采取孤雌生殖产卵时,下一代因缺Y染色体,所以皆为母虫。

  2011年7月,科学家就在美国西海岸发现了一种“迪美玛竹节虫”——它们已孤雌生殖了100万年之久,而它们的群体就是一个不折不扣的“女儿国”。许多种类的竹节虫都能通过“孤雌生殖”的方式顺利繁衍后代——这显然是在严酷的环境下进化出的特别有效的一种生存方式。竹节虫这种独一无二的特性究竟是物种的进化还是变异,目前尚无定论,但美国加州大学的一些科研人员已试图从DNA层面入手,揭开这个秘密,为人类未来的星际远航、移民提供帮助。

  闪色喷毒——奇妙的生活方式

  竹节虫有许多奇妙的生活方式:当遇到天敌来袭时,会张开翅膀用“彩光”迷惑震慑对手;使用多刺的节肢进行顽强抵抗;分泌和喷射有毒气雾让敌人不战自退;以装死和断足逃避追杀。

  在自然界中,不同种类竹节虫间体型差异很大——小的不及火柴棍,大的却有数十厘米长。尽管外形迥异,但它们都有个共同的特点:拟态各种植物的枝条或者叶片。我饲养的幽灵竹节虫却是竹节虫中的另类,因为它选择同时模仿了树枝和枯叶,它的身体像一段枯树干,足却像干枯的叶片,浑身长满尖刺。最为奇特的是它的头部长着尖刺,向后延伸的头顶看起来极像恐怖片里的外星生物,又像“植物大战

  僵尸

  ”里的

  僵尸

  头,因此被誉为“世界上最丑陋的昆虫”。

  幽灵竹节虫原产澳洲,后来被英国的爱丁堡动物园和美国辛辛那提动物园引进饲养。因为让人看起来毛骨悚然的外观,它们成为了动物园的明星,《美国国家地理》杂志还专门请摄影师去辛辛那提动物园拍摄报道。幽灵竹节虫也具有神奇的“孤雌生殖”特性,华希昆虫博物馆饲养的幽灵竹节虫也采用“孤雌生殖”的方式顺利繁衍后代。

  许多竹节虫并非如人们所想象的那样,是一种丑陋而令人生厌,像枯树枝般了无生气的动物。恰恰相反,有些种类的竹节虫具有一些奇妙的行为。大多数竹节虫没有翅膀,不过,有翅膀的那些竹节虫当中其翅膀色彩非常亮丽。平时,它们会把翅膀合起来,一旦受到侵犯形势危机时,翅膀便“忽”地打开,突然闪动的彩光会迷惑震慑敌人。虽然翅膀上的“彩光”只是一闪而过,但足以让不少动物吓一大跳,目瞪口呆几秒钟,它们便趁机逃之夭夭。这种“闪色法”,是许多昆虫逃跑时使用的一种方法,竹节虫也是其中高手。

  竹节虫除了利用模拟颜色、形状和图案来保护自己以外,还有一种反其道而行之的方法,那就是警戒色——用色彩非常鲜艳、具有某种警告含义、与周围环境明显相区别的颜色来武装自己,起到威吓对方的作用,从而保护自己免遭毒手。

  还有的种类一旦伪装失灵被天敌发现后,便使用多刺的节肢进行顽强的自卫和抵抗;有的会分泌和喷射有毒气雾或化学物质使敌人不战自退……竹节虫喷出的有毒气雾的化学成分,目前科学家们尚不清楚,但有化学家曾形容说:“假如吸入这种气雾,其难受的感觉类同于吸入胡椒粉或辣椒粉”。我饲养的一种棉杆竹节虫在受刺激时也会从前胸背板前端的腺体散发出一股闻起来类似人参的气味,用来吓退敌人。

  某些竹节虫还有一个绝招——装死。只要它栖息的树枝稍作震动,或者感觉到危险迫近,便会自动从树上坠落在地,同时收胸拢足,一动不动地装死,保持这种姿势几分钟,几乎不露任何破绽。一旦感觉危险解除,它便伺机溜之大吉。其实,即使它被认出来,活命的概率也很大——很多动物不喜欢吃尸体。

  如果一切手段无效,有许多种类的竹节虫还会随时准备断足求生,这实在是个迫不得已的办法,相信不到紧急时刻,没有竹节虫愿意使用。当它被一个攻击性极强的食肉动物抓住一条腿的时候,往往会干脆利落地丢掉它,逃生而去。少了一条腿不会影响它的灵活,丢了命才叫惨。假如负伤逃脱的竹节虫尚未成年的话,这只断足一般都会在下一次蜕皮时再长出来。不过一旦长大为成虫,断肢再造就不可能了。

  竹节虫行动迟缓,白天把自己伪装好后睡大觉,晚上出来活动进食。我通过观察饲养的东方叶发现:它们一般很少活动,即使不得不换一个位置,也总是慢条斯理。在爬行过程中,那较长的前脚极少使用,主管移动的是四只短短的后脚,只有在受到惊吓的时候才会六脚并用,以较快的速度爬行。不过这种“较快”也仅仅是相对于平时而已,要是以它们长达8厘米的身体长度与只有它们体长几十分之一的蚂蚁比赛速度,那蚂蚁一定是赢家。

  东方叶早在1758年就被瑞典著名博物学家林奈命名,是世界上最早被正式命名的昆虫种类之一,加上它奇特的外形,在生物学界可谓赫赫有名。但是关于它的生活史却鲜为人知,相关研究文献只是详细记录了它的外形特征,对生活状况几乎从未提及。

  通过饲养,我对这种奇特昆虫的生活史有了初步了解,虽然叶成虫行动非常迟缓,但是刚刚孵化的小叶却非常灵活,和蚂蚁一样擅长奔跑。而且刚刚孵化的叶外形也很像一只黑色的大蚂蚁,它们一出生就向明亮的地方飞快地奔跑,并且尽量爬向高处。显然,天性告诉它们在明亮的高处才可能有鲜嫩的叶片。当蜕皮进入二龄后,它们从黑色变成了绿色,也逐渐安静下来,开始了模仿叶片的生活。雌性东方叶要7次蜕皮才会成年,而雄性只需要6次。

  大自然的法则是优胜劣汰,作为一种生物,不管强弱,能够生存下来总有它的道理。而竹节虫的生存之道方法告诉我们,既然改变不了环境,改变不了自己的命运,不要怨天由人,不如主动适应环境,更好地生存下去。

  科学谜题——未尽的探索之路

  生物学家在分析35种竹节虫的DNA后发现:某些竹节虫的翅膀多次失而复得的进化现象至少出现了4次,说明它们创造翅膀的基因并没消失,当发现飞行能更加有利生存时,翅膀会再次长出。

  自然的淘汰总是很残酷的,目前全世界每天就有75个物种灭绝,平均每小时有3个物种灭绝。难道仅仅是超级伪装和舍足保命的本事,让竹节虫经过慢长的2亿多年,成为昆虫中的“活化石”?

  成都华希昆虫博物馆里收藏了多达17个目的昆虫化石,几乎涵盖了我国已经发现的所有昆虫化石类群,这些化石中不少保存得相当精美,蜻蜓的薄翼、蜜蜂的细针、甲虫翅膀上的花纹都清晰可见,甚至蚂蚁的刚毛在显微镜下也历历在目,令人叹为观止。它们大多来自恐龙生活的侏罗纪时代,一些还是与恐龙化石同时发现的,其中有一块一亿四千多万年前形成的竹节虫块化石。

  一次意外的火山爆发,凝固了这个孱弱的生命。它是目前全世界发现最早的竹节虫化石之一,不仅证明了竹节虫在古老侏罗纪时期就存在,而且当时还具有很强的飞行能力。这种竹节虫曾经被俄罗斯科学家认为是一种类似蝗虫的直翅目昆虫,最后经中国专家研究发现是一种古老的竹节虫化石;化石中显示了当时它前翅非常发达,长度跟后翅几乎等长,后翅更加宽些。说明当时具有很强飞行能力的竹节虫,能很好地躲避天敌,不用发育相应拟态的习性。而现在的竹节虫飞行能力极弱并且有拟态现象,这反映出竹节虫现在的天敌远远多于2亿多年前。

  竹节虫的翅膀里还蕴含着更多的奥秘,美国犹他州布莱韩扬大学的进化生物学家迈克尔。怀汀和同事在分析35种竹节虫的DNA后发现,在漫长的进化历史中,某些竹节虫的翅膀多次失而复得的进化现象至少出现了4次。这说明在2亿多年的时间里,竹节虫创造翅膀的基因似乎并没有消失,当发现翅膀和飞行能更加有利生存时,会让翅膀再长出。

  这一现象表明,达尔文的进化论本身也许需要修改了,因为这个发现挑战了《进化论》的基本信条——进化过程是不可以逆转的,也就是说像翅膀一类复杂特征不可能在进化中失而复得,某种特征退化之后将永远消失。怀汀说:“过去200年里,人们一直认为,翅膀的进化是一次性的,但我们的研究显示,至少在竹节虫的进化历史上,翅膀多次消失又出现。”

  2008年10月,英国伦敦自然历史博物馆展出了一只巨型竹节虫标本,它体长达55厘米,即使不算腿在内,体长也达到35厘米。这只竹节虫1998年采自马来西亚和印度尼西亚交界的婆罗洲热带丛林,是目前人类发现的“地球上最大(长)的昆虫”。

  实际上,除了这种包括足在内身体最长的种类,还有几种巨型竹节虫也引人注目:生活在马来西亚的扁竹节虫则是当之无愧的重量冠军,它的最重纪录为87克,一般雌性都能长到70克以上;而巴布亚新几内亚的伞翅巨竹节虫则拥有最大的翅膀,雌性翅膀展开宽达20厘米,黑黄相间的巨大翅膀像一把撑开的花伞,加上近30厘米长,直径超过一厘米的身体,从视觉效果看,它应该是最大的竹节虫——如果你不是在动画片《昆虫总动员》中而是在野外骤然遇见一只这么大的昆虫,应该是吓得够呛吧?

  奇特的竹节虫不仅出现在亚洲,在澳大利亚南太平洋的岛屿上也有一个关于竹节虫的谜题。在靠近豪勋爵岛的附近有一座被称为“柏尔

  金字塔

  ”的巨型岩石形成的岛屿。这块岩石周边的陡坡近乎垂直,只有一种植物存在,缺少食物,条件恶劣。2001年,科学家们在岛上发现了一个昆虫世界——曾经在豪勋爵岛宣告灭绝了80年的竹节虫却在这里安营扎寨。

  这些长12厘米的大型竹节虫为何栖息于此目前还是个谜。科学家推测,可能是海鸟将在豪勋爵岛死去的雌性竹节虫叼至凸出的火山岩处,作为筑巢的材料,而其体内的卵却在腹中孵化后得以继续繁衍。为了不使这个物种灭绝,科学家们展开了一项繁殖计划——从岛上取走4个竹节虫进行人工繁殖。后来,其中2个死了,剩下的2个在墨尔本动物园用于繁殖实验。

  研究人员表示:“豪勋爵岛竹节虫一对一配对。晚上睡觉时,雄性用3条腿护住睡在旁边的雌竹节虫。”科学家因此给它们取了名字,叫“亚当”和“夏娃”。通过它们繁殖的11376个竹节虫现在已在孵化中。另外,约700个成虫还在人工饲养中,成为生物人工饲养中最惊人的成功案例之一。

  新的研究表明,昆虫不止包括原先已知的33个目,美国《科学》杂志刊登了昆虫新目的论文,标志着一个比竹节虫还要奇特的昆虫新目的诞生。这个新目的学名为“Mantophasmatodea”,来源于螳螂(mantis)和竹节虫(phasma)。从名称可知,这个新目昆虫与螳螂和竹节虫都有些相像,但它们又有自己的特点。从外形上看新目与螳螂、竹节虫的确都有些相像。不过与螳螂相比,虽然新目的昆虫也是肉食性的,但它们发达的前足和中足都可以用来捕捉猎物,而螳螂是只用前足捕捉猎物的;与竹节虫相比,竹节虫的胸部又细又长,而新目昆虫的胸部并不长。另外,所有已知竹节虫都是植食性的。因此这个新目便被叫做“螳竹节虫目”,这是自1914年以来人类第一次定义一个新的昆虫目。

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