蜉蝣的生命为什么只有一天,蜉蝣只能活一天的故事

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  • 来源:万财影视

图1. 乌黑细裳蜉(sepia dun,Leptophlebia marginata)的成虫(上)的亚成虫(下)。

蜉蝣是不完全变态(incomplete metamorphosis)的昆虫,属于半变态类(hemimetabola)。也就是说,它们的一生中只经历3个虫态的变化和生长发育:卵→幼虫→成虫。蜉蝣的幼虫也叫若虫或稚虫,它们是水生的。与昆虫纲中其他类群的昆虫不一样的是,蜉蝣在生长到最后一龄若虫,蜕皮羽化后还没有进入成虫期,而是经一个亚成虫阶段,再蜕皮才成为完全性成熟的成虫。亚成虫在形态与生理上与成虫相似,翅也完全伸展开,但它们的体色较暗,翅缘披有细绒毛,复眼、足和生殖器尚未彻底长成,翅上的色彩还不能吸配偶。亚成虫需要经过一段时间后蜕皮,才能成为完全性成熟的成虫。蜉蝣亚成虫期有长有短,长的1天或2天,短的只有几分钟。在昆虫纲中,也只有蜉蝣这类昆虫在有翅的虫态还能蜕皮和进一步生长。但是,在褶缘蜉科(Palingeniidae)的蜉蝣中,它们在亚成虫阶段就已性成熟,也不存在真正的成虫形态。

图2. 蜉蝣(Ephemera danica)的雄成虫。

图3. 蜉蝣(Ephemera vulgata)的成虫。

图4. 一种四节蜉(Baetis intercalaris)

图5. 无数只蜉蝣短暂地云集在安大略湖畔,当地人叫蜉蝣为“西鲱飞虫”(shadflies)。

对于所有蜉蝣的种群,它们都是在春天或秋天的某1~2天内同时羽化、并同时进入性成熟阶段。性成熟的成虫不计其数地群集在一起,它们到处飞舞,或停歇在任何物体的表面。很多种类的蜉蝣都是在黎明或黄昏时分同步羽化飞行的,这说明光强度可能是致使它们同时羽化的重要因子。除了光强度之外,还有其他一些环境因子可引发蜉蝣的同步羽化。有一种四节蜉(Baetis intercalaris),如果是在七八月份,它们道常会在太阳落下后同步羽化出现。但如果是在六月份,它们会在正午时分同步羽化。蜉蝣种群的同步羽化和大规模群集,是它们的一种生存对策。因为对于一个个体来讲,这样可大大降低它被捕食的概率。蜉蝣的亚成虫身体柔嫩,也是很多捕食性动物非常喜爱的美味猎物。

图6. 蜉蝣的若虫。

蜉蝣成虫的寿命极为短暂,具体有多长因种类而异。成虫寿命最短的蜉蝣是Dolania americana,其雌成虫的寿命还不到5分钟。成虫首要的生物学史命就是生殖。蜉蝣成虫的口器十分退化,它们根本不取食,在其消化道中只充满着空气。虽然成虫不取食,但它们可以飞到有水的地方,点触水面以饮取少许水分。

雄性的蜉蝣成虫有单独飞行搜寻配偶的,但大多数种类的蜉蝣,雄成虫都是云集在一起,在水面上几米的空中上下来回地飞行。在晴朗的天空下,雄虫群集飞行,向雌虫表演婚舞(nuptial or courtship dance),且每个雄虫的舞姿(上下来回、盘旋俯冲等模式)各不相同。雄虫可飞到林中过夜,然后在接下来的一天,又再飞回到集体婚舞的队伍中。雌虫从外飞入飞舞的雄虫群中,并与雄虫在空中实施交配。交配只持续几秒钟,但交配后雌雄仍成对相连,落到地面时还不断振翅和抖动。蜉蝣飞行时翅上下煽动,尾须向下拖曳;而停歇的翅直立于体背不动,腹尾向上翘起。

每只蜉蝣雌虫可产下400~3000枚卵。雌虫产卵时,卵从空中分批撒落到水面,有时雌虫也会像蜻蜓点水一样飞到水面,用腹部尾端轻触水面,将卵产于水中。雌虫每次成批地把卵产下,卵渐渐沉入水底。少数种类的蜉蝣雌虫能潜入水中,将卵产于水下植物上或裂缝中。卵从产下到孵化所需的时间变化很大,短的只要几天,长的需要近1年的时间。这因种类的不同而不同,同时受水环境因子(最主要的是水温)的影响也非常显著。在环境条件不适宜的情况下,卵也会进入停止发育的休眠(dormant)或滞育(diapause)状态。若虫生长速率和蜕皮的次数也是种类相关的和水环境温度相关的 (temperature-dependent),因种类的不同而不同和随温度的变化而变化。一般情况下,蜉蝣若虫历期短的有几个月,长的可达几年之久。

很多种类的蜉蝣是在流水中繁育的,所以对于卵和幼虫来说,它们都会被冲向水流的下游。会了不让卵和幼虫被冲走得过远,雌虫会尽量飞到水流上游去产卵。蒂莎蜉蝣(Tisza mayfly)是分布在欧洲的一个大型种,其体长可达10cm。这种蜉蝣的雌虫要产卵时,可沿水流的上游方向飞行3千米后再将卵产到水面。蒂莎蜉蝣的卵沉入水底后经45天孵化,孵化的幼虫随即钻入水底沉积物中,在那里生长2~3年后羽化为亚成虫。

图7. 欧洲最大的蒂莎蜉蝣(Tisza mayfly,Palingenia longicauda)

蜉蝣若虫蜕皮羽化有几种不同的方式。有些种类的末龄若虫是在水下蜕皮变为亚成虫的,羽化的亚成虫游出水面后飞到空中。一些种类的末龄若虫,在蜕皮后会静静地在蜕下的蜕(exuviae or cast skinIn)上停歇一两分钟,然后再飞向空中。还有些种类的蜉蝣,末龄若虫会游到水边,爬离水面后才开始蜕皮羽化。



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