- 十多年磨一劍“知了”是如何突破干土爬上地面的？
- 本站編輯:幫幫拜思特發(fā)布日期：2020-04-29 11:16 瀏覽次數(shù)：
春末夏初，最早的蟬開始爬出地面。幼蟲爬到地面，蛻變成蟬，在堅硬堅實的地面上留下一個手指又粗又細的圓孔。這些洞穴通常位于最熱和最干燥的地方，似乎表明幼蟲有鋒利的工具，可以穿透干燥的土壤，它們通常喜歡從最硬的地方鉆出來。
避難所是怎么建造的
蟬的幼蟲在地下建成最后居住的避難所，其工程土方量達到0.2立方米，為何竟然消失于無形之中？人們知道某些蛀蝕木頭的昆蟲如天牛類的幼蟲，它們在樹干里前進時，是通過幼蟲運用有力的大顎咬下面前的木質，吃進肚里，從而形成面前的空洞。這些木質墾荒者吸收了木質微博的營養(yǎng)物之后再將殘物排到身后，徹底堵塞了后面的空間。這種經過粉碎、消化分解的物質，壓縮得比原先的木質更為致密，就使得樹干中騰出了一個額外的空間。這是容納幼蟲身軀的孔穴。那么，蟬的幼蟲難道也要用類似的方式鉆造地洞嗎？
蟬的幼蟲在地下生活了大約4年，但它們并不總是呆在一個地方，而是四處移動。它們從一個地方到另一個地方，把它們的口器——一根吸管——從一根插到另一根，吸取養(yǎng)分。有時他們想逃離寒冷的上層土壤，逃到下層溫暖的地方，有時他們想在更適合自己的樹根旁安頓下來，吮吸自己喜愛的“樹汁液”。
研究人員推測，每次遷居的時候蟬的幼蟲要開出一條路，方法是用自己的挖土工具挖開前面的土壤拋到身后去。如果正好處在濕潤柔軟、容易壓縮的泥土中，那么對它而言這些泥土也就相當于其他幼蟲(例如天牛的幼蟲)已經消化過的木頭糊。這些泥土可以被加壓壓縮得更為緊密，從而騰擠出一個空著的孔洞。問題在于蟬的地洞卻是在干燥的土壤中挖掘而成的，干燥的土壤很難壓縮。另外，人們發(fā)現(xiàn)蟬的地洞內表面也不呈現(xiàn)干土粒那樣的粗糙，而是一種經過涂飾的光滑表面。
那么，真實的情況是怎樣的呢？
觀察到的各種跡象
也有另一種解釋：蟬的幼蟲先用水攪和干土形成泥漿狀，然后將自己光滑有力的身體鉆過泥漿。蟬的幼蟲通過后，便形成了永久的洞穴，表面上形成了光滑的泥漿涂層。
這樣的解釋有根據(jù)嗎？應該說雖未直接觀察到蟬的幼蟲正在通過泥漿的情景，但蛛絲馬跡的證據(jù)卻是有的。研究者看到剛爬出洞來的幼蟲，身上或多或少地沾滿了泥漿，有的干了，有的還濕著。它們用來挖掘的前爪尖沾滿了淤泥，其余爪子也像戴了泥手套，背上也是一層黏土。研究人員本來預期它們應該是滿身粉塵，實際卻驚奇地發(fā)現(xiàn)它們渾身泥漿，活像一個個疏通下水道的清潔工，剛在淤泥中攪和了一番似的。此外，有人在發(fā)掘中得到了正在加工地洞的幼蟲，它渾身蒼白，眼睛碩大而近乎白色，渾濁不清，似乎看不見東西。
那些出了地洞的幼蟲雙眼烏黑閃光，表明它們已能視物。這就說明蟬在從地下到地上的期間，其視力有一個發(fā)育成熟的過程。另一方面幼蟲在挖掘上升通道時，要艱苦地勞動相當長的時間，因為通向地面的地洞決不是個一蹴而就的即興工程。其間最令人驚奇的是，這只蒼白的盲眼幼蟲的身體的體積比它成熟之后要大得多，像得了水腫病似的渾身充滿了液體。
如果把它抓在手里時，它便扭動著身子，尾部不斷地滲出清澈的水液，弄得全身濕淋淋的。經過觀察發(fā)現(xiàn)，幼蟲的水液是由消化道排出的，其消化道也是它的貯水水袋。蟬的成蟲也會排出這樣的體液，例如它在為擺脫敵人而奮力起飛之際，往往要滋出一些體液作為回敬。
顯然，蟬的幼蟲即使渾身積滿了水，也不足以打通它所需要穿越的整個隧道，所以它必須擁有可以隨時補充的水源地。關于這一點，研究者已經有了合理的答案。當你小心地挖開蟬的幼蟲所穿行的地洞時，總可以毫無例外地找到1或2根有生命力的、粗細不等的樹根，粗的如筆管大小，細的也有麥秸粗細。樹根不一定很長，但至少也有若干毫米，足以供幼蟲的口器刺入吸吮之用。而整根的樹根則生機勃勃地深入穿插在周邊的土層里。要問這種提供汁水的源泉究竟是偶然存在的呢，還是幼蟲特地挑選的？科學家的意見傾向于后一種答案。
他們這樣解釋：蟬的幼蟲開始鑿洞時，總要找到有樹根的地方，并將樹根刨出來，讓樹根位于它們的洞中(大多數(shù)在洞壁上)，所以洞壁上這個有生命的部位(樹根)就是一個活泉眼，是它整個工程用水的供應地。幼蟲體內的水袋一旦水分不足就可由此得到補充。當它把干土變成泥漿時，如果這個鉆探工的水袋干了，它就爬到樹根處，插進吸管，從樹根這個蓄水池飽飽地汲取一通，直到把自己的水袋灌滿。然后幼蟲又爬到打洞的工作面再度開工，把干土弄濕，用爪子拍打，拌成泥漿，再用自己的身體把泥漿向周遭壓緊。蟬就這樣建造了它那上下貫通的通道。
兩個驗證性試驗
研究人員把一只剛剛出洞的蟬的幼蟲抓來放在玻璃試管里，松散地埋上約有15厘米高的碎土。這一土層厚度大致相當于它剛剛爬出的那個地洞的三分之一。埋在疏松的土層中的幼蟲能否順利上升到地面上來呢？如果憑體力就可挖通地道，那么它肯定能夠爬出來。但這只幼蟲剛才爬出它原先的地洞時，耗盡了自身水袋中最后那點兒水，試管中沒有水源可以補充，它只能憑自身那點兒體力進行挖掘。它努力撼動土粒，但無法將之黏結住，所以粉碎的土粒連續(xù)向下流散，終究不能形成地道。經過3天的無效勞作，幼蟲格外奮力上爬了不足一指長的距離。第4天它就死了。
假如幼蟲有個裝滿的水袋，結果就會大不相同。人們選取了一只剛開始實施解放工程的幼蟲來做同樣的試驗。
這只體態(tài)鼓脹、體液外滲，顯得渾身濕漉漉的幼蟲處在試管底部，上面疏松的人工土層對它而言似乎不在話下。這位鉆洞能手不慌不忙地從隨身水袋里弄出一點兒水來就能把這些土變成泥漿，再將之攤開黏糊到周遭洞壁上。這地洞是打通了，但很粗糙，也很不規(guī)則。幼蟲不斷地打洞上爬，身后的地洞幾乎也隨即倒塌或堵塞。好像幼蟲意識到它不可能得到補充的水源，所以用水十分經濟和格外節(jié)約，只在最需要時才稍稍消耗一點兒儲備。就這么精打細算地奮斗了將近12天，這只幼蟲終于爬上了地面。
一旦蟬的幼蟲離開洞穴，它們立即爬上最近的樹枝，開始進入蛻變的最后階段。只需一晚，它就可以變成了一只蟬，一只成年蟬。第二天早上，一只美麗、活潑、會唱歌的蟬高興地離開了她暫住的地方，搬到了綠樹蔭下。留下的舊皮包——蟬蛻緊緊地掛在樹枝上，感受著秋風秋雨的拍打。
