窗台上的土「房子」,高大約是30mm
秋末冬初,地凈場光,樹葉凋落,為害莊稼和在地面活動的蟲子不見了,是被寒冷的氣候凍死了吧?不是,但事情並不那麼簡單。事實上每當寒冬來臨,大多數昆蟲便紛紛進入過冬期,不再活動了。
昆蟲沒有冬眠這種說法,無論昆蟲在一年中能發生幾個世代,當環境條件對它們不利時,就會有一段生長發育停滯的時期,這個時期往往是在酷熱的夏季或嚴寒的冬季,因而通常稱這段時期為越夏或越冬。
昆蟲過冬前的準備工作,是在秋末氣候開始變冷、氣溫平均下降到8℃~10℃時開始的,它們先將自己吃胖,然後再擠出體內水分……
一、食物與水分
越冬準備工作的第一步當然是瘋狂進食,積累營養物質,使身體內的脂肪含量逐漸增多。到了停止取食時,身體內的脂肪含量就達到了最高水平。同時,身體的其他組織也在不斷進行著蛋白質和碳水化合物的貯存。這些物質的積累可補償過冬階段新陳代謝過程中所消耗的物質。
其次,是降低體內的水分。正常生活條件下,昆蟲體內的含水量很高,一般約為體重的70%~80%,也就是說昆蟲整個身體重量的大部分都是水。
昆蟲體內的水分為兩種:一種叫遊離水,一種叫結合水。遊離水是昆蟲從食物和大氣中取得的,一般不直接參与體內一系列生物化學變化過程。這種水比較容易結冰,當溫度下降到零度以下時,昆蟲身體就容易凍結而導致死亡。結合水就不同了,它不但參與昆蟲體內的一系列生物化學變化,而且在零下十幾度甚至零下三十幾度都不結冰,這就提高了昆蟲的抗寒能力。
第一期排水是在昆蟲停止取食要轉入過冬狀態以前,從消化道里排出所有食物殘渣,部分遊離水隨之被排出體外。雖然昆蟲停止取食,不再從外界引進水分,但昆蟲體內的代謝作用還很旺盛,藉助呼吸時的蒸發又會排出一部分水分;同時由於氣候、光照等外界環境的改變,也促使昆蟲體內進行著一系列的生物化學變化,在這種變化過程中,部分遊離水轉變成了結合水。這一階段失去的水分一般佔總失水量的20%~25%。第二個失水時期發生在溫度下降到8℃~9℃時。這時,昆蟲一般都進入過冬的隱蔽場所,但還沒有進入真正的過冬狀態,這段時間內,又失去了1%~4%的水分。
二、趨溫性、趨濕性
昆蟲在低溫下的體溫變化過程
昆蟲在過冬前的準備中,還有一次改變趨性的過程。昆蟲屬於變溫動物,體溫隨氣溫的變化而改變,天熱了就向陰涼的地方躲,天冷就向暖和的地方跑。這種向暖和地方去的現象就是趨溫性,是昆蟲度過嚴冬的一種重要本能。例如專門取食蚜蟲的異色瓢蟲,天氣變冷時,它們就爭先恐後地飛到牆縫、草堆以及倉庫等較暖和的地方過冬。在土壤中生活並過冬的叩頭蟲的幼蟲(金針蟲),天氣變冷時,它們便向著土壤深處鑽,這是因為10厘米以下深處的土壤溫度要比大氣溫度高7℃以上,20厘米的深處要高10℃以上。當土壤深度達60~90厘米時,溫度晝夜不變;深度達12米時,保持著不冷不熱的狀態。雖然大部分昆蟲不會鑽那麼深,但鑽入到10~15厘米下還是較為常見的。由於土壤溫度比大氣溫度高,昆蟲當然就不容易被凍死了。
也有些種類的昆蟲要鑽到樹皮下、樹榦內,或田野、林間的枯枝落葉堆中過冬,這也是一種趨溫性的表現。一般樹皮或較深樹皮縫中的溫度,要比大氣溫度高2℃~5℃;在樹榦2厘米深的地方,溫度比外面高出5℃~6℃。
趨濕性也是昆蟲的一種生存本能。昆蟲在過冬前雖脫去了體內大部分的遊離水,但在荒漠乾旱地區,處於過冬期的昆蟲體內及周圍環境中的水分,蒸發量要比回收量高得多,這對保持昆蟲的生理活性極為不利,特別對過冬後的蘇醒影響更大。因此,有些昆蟲(特別是在地表過冬的成蟲),它們過冬前常選擇在有枯枝、落葉、垃圾等比較潮濕的物體下過冬就是這個緣故。
三、蛹的形態、卵的形態
不同類昆蟲的過冬方式是不一樣的,以幼蟲形態過冬的佔43%,以蛹形態過冬的佔29%,以成蟲形態過冬的佔17%,以卵形態過冬的佔11%。
以幼蟲方式過冬的昆蟲,多數都已接近老熟。這是因為剛從卵中孵化出來的一齡幼蟲,體壁幼嫩,抗寒能力極差;二齡後的幼蟲,正處在快速取食和發育旺盛的階段,體腔內所含水分較多,又沒儲備足夠多的過冬所需的脂肪,因此一、二齡的幼蟲對度過冬天還很不適應。以幼蟲期過冬的昆蟲,除幼蟲在身體生理上具備了過冬條件外,選擇不同的過冬場所、編織各種形狀的防護外罩也是必不可少的。蜉蝣、石蠅以及蜻蜓等水生昆蟲會在冬天時變成幼蟲,和其他昆蟲不同,它們在冬天時不會休養生息,反而會積極攝食,以確保它們在早春時重新變為成蟲。它們精力充沛,在有需要的時候,它們還能遷移到溫暖的水域中。有證據表明,它們自身會產生甘油來避免被凍結。
以蛹的形態過冬的昆蟲數量種類不多,這是因為雖然蛹態的表皮比較堅硬,可遮風禦寒,但畢竟是較長時間過著靜止生活,在這個階段缺乏躲避鳥獸、寄生性昆蟲等天敵的能力。多種蝴蝶是以蛹的形態過冬的。蝴蝶一年中最後一代幼蟲在進入冬眠前,選擇僻靜、向陽、遮風環境,向籬笆、牆壁等上面爬去。先吐出些絲將尾部與所棲居的物體粘住,然後靠身體的蠕動及脫皮激素的作用,脫去舊衣,變成失去運行能力的蛹。這時如有天敵侵犯,它們唯一的示威表現就是將身體抖動幾下。蛾類的蛹大部分是在地下的土中過冬,只要土壤不受到冬耕翻地的破壞、禽畜的刨食,它們就可安全過冬。
大多數昆蟲在成蟲期能取食,或有堅硬的體壁。只要它們把肚子吃飽,儲備下足夠供冬季消耗的養料,並選擇好越冬場所,就能熬過漫長的冬季。雙翅目中的蚊、蠅,大部分是以成蟲形態過冬的。每年冬季將要來臨時,它們就鑽到石洞、大棚、空房、畜舍等陰暗擋風的角落裡躲藏起來度過冬天。螞蟻這樣的社交昆蟲將洞穴挖得很深,深到寒氣無法到達,在這裡它們享用夏天積累下來的食物。
而另一種社交動物蜜蜂則進化出了一種不同於螞蟻的適應機制。當蜂房溫度降到17℃以下時,蜜蜂們會聚集成一個球,處在內部的蜜蜂通過振動翅膀來獲取熱量,而處在外部的蜜蜂則像一個絕緣層那樣保護熱量不散失殆盡,蜜蜂們輪流享受內部熱量。
以卵的形態過冬的昆蟲,常見的有蝗蟲、蟈蟈、蟋蟀、蚜蟲、粉虱、飛虱、斑衣臘蟬、盲蝽象等。
渤海灣遷飛通道位置
當然了,如果實在忍受不了寒冷的冬季,昆蟲還有一個選擇,那就是遷徙,類似候鳥一樣,飛往更為溫暖的地區,以躲避不良的生存環境。比如,亞洲東部地處季風帶,其春、夏季的偏南氣流和秋季的偏北氣流是形成昆蟲逐代北遷南回,遠距離季節性遷飛的氣流條件。我國地處典型的東亞季風氣候區,為害蟲跨區域遷飛提供了有利條件。
所以說,生物為了生存,總會傾盡所能,找到合適的方法,即使如弱小的昆蟲,也能應對殘酷的環境。
「房子」里是這樣的,有成蟲、蛹間,中間腔室是尊貴「房間」
推測:由於陽台上有些土或在對花盆澆水時滲出土,天冷了秋末時節,這十多隻蟲子不停的攜帶土液,爬上塑鋼窗內側最寬的底棱上(外面還有扇玻璃擋風遮雨呢),利用自身的結合水把土一層層的堆高,根據需要做成三個隔間的「房子」。簡直就是陽台三居室,蟲界大別墅啊!
蟲子的選址巧妙:外面還有扇玻璃擋風遮雨呢
從前面圖「房子」的結構看,蟲子們把「別墅」裡面分隔成三居室,有成蟲(已干透)、蛹,中間腔室是尊貴的「房間」,密封好(現沒打開,不知裡面「房主」是誰) ,最後一個成蟲是犧牲自己完成了這座建築最後的封閉任務,即用自己的蟲體堵住了「大別墅」蓋成完工最後的缺口,這樣裡面和外面就徹底分開了。最後這個蟲子,是最具有奉獻精神的。兩側房間,各住三兩個成蟲,不過已干透,也許是蓋房子累的吧!看干透的蟲體,好像沒有多少養分了,這麼大工程,是不容易完成的啊。也許這是生物界的統一使命,為了未來為了傳承,必須使出所有能量來完成使命!
四、如何蘇醒?
昆蟲「睡」了一冬,到了春天怎樣醒來,什麼時候才醒呢? 大家可能會認為天氣暖和了昆蟲就自然就會蘇醒,好像溫度是最主要的條件,實際並不那樣簡單。
(1) 喝足水分方醒來
昆蟲在春季蘇醒前,最主要的是先喝足水,因為昆蟲在過冬前為了降低冰點,免遭凍死,排出大部分的水分,過冬期間又消耗了一些水分;身體內失水太多,就妨礙了正常的生理活動,即便是天氣暖和了也不能恢復活動。它們就借身體的表皮、呼吸系統和消化系統等各個能吸收水分的器官,盡量吸收水分,等到身體活動所需要的水分足夠了才開始活動。如果春季太乾燥,吸不到足夠的水分,就會造成大量死亡。有人作過這樣的調查,玉米鑽心蟲的越冬死亡率一般都在50一60%左右,其中有一半多是因春季失水過多死掉的。棉花三點盲蝽的越冬卵,如果空氣濕度在60%以上,5月初就能孵化了,要是水分不夠或長久不下雨,它就不孵化,一直等到下雨後才孵化出來。
常見昆蟲房間,只是不知道這是螳螂家
(2)食物刺激醒過來
昆蟲的越冬和蘇醒時間,因種類不同而大相徑庭。一般來說,一年中發生的代數少而食物又單純的種類,過冬較早;世代多或食性複雜的,過冬較晚。蘇醒的時間,除了同它們的生活習性有關外,主要與所需食物的生長季節有著密切的關係。以卵過冬的蚜蟲,只要所需寄主開始發芽,它們就衝破卵殼,艇了出來吮吸嫩芽的汁液。所以,寄主的萌芽時間就成了蚜蟲孵化的信號。
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