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“一起向自然”生物多样性
科普系列
人与自然是生命共同体。我们与自然界的其他生物共同生活在这颗蓝色星球。在人类历史发展的长河中,我们与自然历经了从信赖利用到试图征服、到自觉保护的不同阶段,在生态文明日益发展的当下,对自然的保护更是我们每个人应尽的责任和义务。
您是否曾为路边盛开的鲜花驻足?您是否曾为一个物种的灭绝惋惜?在钢筋水泥的城市中生活,您是否曾怀念在自然环境中那份静谧?
“一起向自然”生物多样性科普系列将通过一个个物种的介绍,带您认识生物界,从单细胞到多细胞、从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生,遵循生物进化的规律,让我们“一起向自然”。
走进节肢动物
有这样一种生物,它们凶猛残暴,挥舞“镰刀”,以顶级掠食者的名号驰骋昆虫界;它们优雅从容,外形华丽,凭精妙绝伦的伪装博得人类爱好者的狂热青睐;它们神秘莫测,传闻缠身,是寓言故事、成语典故中经久不衰的常客......它们,就是我们今天的主角——螳螂。
螳螂是节肢动物门螳螂目2500余物种的统称,大体可分为四个总科,包括怪足螳总科(Amorphoscelioidea)、缺爪螳总科(Chaeteessoidea)、金螳总科(Metallyticoidea)和螳总科(Mantoidea),其中又以螳总科物种最多,我们熟悉的很多常见螳螂大多也来自该总科。螳螂的分布范围极广,除极冷地带外,可栖息于热带、亚热带和温带的大部分地区。作为昆虫食物链中的顶点之一,螳螂在自然界扮演着重要的角色,也是生态系统中不可缺少的一环。
冕花螳 Hymenopus coronatus 螳螂拟态的代表性物种
来源:wikipedia
螳螂形态多样,通常体型较为狭窄且细长,小型个体体长仅12mm,大型个体体长可达160mm。它们的身体呈流线型,以绿色、褐色为主,也有具花斑的种类。
中华大刀螳 Tenodera Sinensis 中国最常见的螳螂之一
(体色绿褐均有,视生存环境决定)
来源:wikipedia
螳螂的头部呈三角形,可以灵活左右上下转动。复眼大而明亮,具有重合视野(螳螂的复眼由若干大小一致的小眼组成。每个小眼只接受单一方向的光讯号刺激,形成点状影像,即每只小眼只能看见物体的一部分,整个复眼看物体就像是一个拼凑物,所有点状影像相互嵌合,形成正立影像),利于捕食。当直视螳螂时,会发现其复眼内出现两个黑点,跟随观察者一并移动,这被称作伪瞳孔(pseudopupil)。值得注意的是,伪瞳孔并非生理结构,而是光学现象,形成原因为螳螂正对我们视界的复眼中的视杆细胞吸收了我们视轴的光,因而呈现出黑色。螳螂的单眼通常三个,一般呈三角形排列,仅能感觉光的强弱,不能看到物像。触角呈丝状,多节构成。口器呈咀嚼式,具有强有力的上下颚。
螳螂头部(蓝圈内为三个单眼,红圈内为伪瞳孔)
来源:中关村在线摄影论坛
螳螂的前胸极长,中、后胸短宽。翅脉较复杂,前翅革质,通常具有翅痣;后翅膜质扇状,前缘域退化而域发达。它们的前足为捕捉足,呈镰刀状并在股节和胫节具有非常锋利且多的尖刺,在捕食猎物时能牢牢锁住猎物,中后足为步行足,股节和胫节外缘有时扩展。腹部长,呈椭圆形。雄性腹板通常9节,而雌性7节,其中第一腹板退化,被后胸覆盖。有尾须1对。
螳螂复杂的翅
来源:wikipedia
螳螂栖息于全球除寒冷地域外的各式陆生环境中,从沙漠到雨林,从地面至树冠均能发现其踪迹。虽然一些种类全球性分布,但大部分种类仍为地域性分布,且依赖特殊生境。有的雨林种擅长拟态,适合在高温度高湿度的热带雨林中生活,如叶背螳(Choeradodis rhombicollis);有的物种适应炎热干燥的沙漠环境,如沙漠螳(Eremiaphila sp.)。还有些物种体躯特化以在树干上栖息,如泰国树皮螳(Theopompa servillei)等。
叶背螳(左上)沙漠螳(右上)
泰国树皮螳(左下)锥头螳(右下)
来源:wikipedia
螳螂目昆虫均为肉食性,大多数种类对食物并不挑剔。成虫与若虫均为捕食性,常栖息在花丛、叶丛或枝干上,伺机捕食靠近的其它昆虫;多捕食蝇、蚊、蝗、蛾蝶类及其幼虫和裸露的蛹、蟋蟀等小型昆虫,以及蝉、飞蝗等大型昆虫。螳螂喜捕捉运动中的物体,捕捉到即咬食,若为肉质食物则取食殆尽,非肉质食物则将其放下。在不同螳螂类群中,因生存环境和捕食策略的不同,螳螂显示出极高的形态多样性,大致可分为“游猎型”“伏击型”和“混合型”三大类型,游猎型螳螂的捕食机制表现为主动出击寻找食物,生性较为凶猛,其中一些类群甚至可捕食小型啮齿类和爬行动物;伏击型螳螂则主要以拟态进行伪装,待猎物接近时凭借其优秀的伪装能力趁猎物尚未发现之际发动捕捉;混合型螳螂兼顾前两者习性,行多种捕食策略。
捕捉到小鱼的螳螂
来源:wikipedia
螳螂雌雄异体,依靠体内受精繁殖后代。在交配季节,雌性螳螂会分泌性引诱剂吸引雄性螳螂。雌螳对雄螳进行性引诱时常悬于植物体上,头部向下,腹末几节向腹面前方伸缩,弯曲作抽气泵状活动,尾须和触角作有规律的颤动。雄螳在成虫早期对雌螳的警觉性较高,找到雌螳后常常前后徘徊较长时间,找准方位时才慢慢靠近,若雌螳猛然转头或改变体位,则赶紧飞离。正式交配前,雄螳其腹部作略微弯曲状,主动接近静止中的雌螳,寻机飞到雌螳背部,调整体位至雄性生殖器接近雌性螳螂生殖器,弯曲腹部将生殖器插入雌性体内,交配结束则拔出离开。
交配中的螳螂(大为雌,小为雄)
来源:Veer图库 www.veer.com
交配结束后,雌性螳螂多在夜间产卵,卵多包裹于卵鞘内,一般雌性螳螂可产下1-4个卵鞘,悬挂于树枝或树干上,一个卵鞘内有40-300个卵。螳螂的卵鞘疏松多孔,颜色与周围环境相近,可保护内部的卵免受外界环境或捕食者威胁。螳螂以卵鞘越冬,来年天气温暖后孵化出若虫。
多种多样的螳螂卵鞘
来源:Pawel Pieluszynski
螳螂是不完全变态的昆虫,一生经历卵、若虫、成虫3个阶段,若虫共7-8龄,通过蜕皮逐渐长大,与成虫外形相似,区别在于若虫的翅膀是短的翅芽,成虫则盖过腹部。末龄若虫发生羽化,即最后一次蜕皮,末龄前1至3龄翅芽逐渐出现和增大,至末龄蜕皮完成,一般雄虫成虫成熟早于雌虫成虫。羽化时与各龄若虫蜕皮一样,先从头中央开裂,再慢慢脱去胸部和腹部皮。刚蜕完皮的螳螂不食不动,初始时前后翅芽皱缩,逐渐长大覆盖螳螂腹部。
广斧螳 Hierodula petellifera 若虫(上)与成虫(下)
(仅若虫停歇时腹部高翘,成虫无该习性)
来源:wikipedia
作为人类身边常见的昆虫,自古以来,围绕螳螂产生的各种成语典故和传说故事源源不绝,为这种小生物蒙上了一层神秘的面纱。其中传播范围最广,最深入人心的,莫过于“雌性螳螂会吃掉雄性螳螂”的恐怖故事。那么,这个说法究竟因何而来,又有几分为真,几分为假呢?
受到惊吓的广斧螳 来源:三蝶纪
先来说结论吧,答案是:真的,但也不绝对。实验表明,雌性螳螂在交配后吃掉配偶的现象多发现于营养不良的个体。由于雌性螳螂的身体状况与其生产的卵鞘重量息息相关,为了保证后代的生存率,饥饿状态的雌性螳螂在交配后会吃掉雄性补充营养,提高卵鞘重量,保证后代的生存几率。而对于饱食状态、身体健康的雌性螳螂,吃掉配偶并不会显著提高卵块质量,往往对于雄性的捕食兴趣不高。同样地,也并非所有雌性螳螂都会取食配偶。一些以飞虫为食的螳螂身材纤细,不适合击倒同类等大型猎物,自然也不会威胁雄性的生命。
吃掉配偶的雌性螳螂 来源:wikipedia
当然,并不是所有雄性螳螂都会坐以待毙,乖乖成为雌性螳螂的盘中餐。在前文中我们提到,雄螳在成虫早期对雌螳的警觉性较高,时刻准备逃跑。这是因为对于被配偶吃掉这件事,雄性螳螂还是会极力避免。同时,在求偶过程中,雄性螳螂也会更偏向追求饱食状态的雌性,以避免被吃掉的命运,繁殖更多后代。不过,若是真的被雌性捕获,一些雄性螳螂也不会挣扎逃跑,而是乖乖顺从。这是因为进食状态下,雌雄螳螂的交配时间会延长一倍,在这一过程中,雄性的生殖器依旧会进行交配,以增加受精机会,保证后代的成功孕育。
交配中的薄翅螳 Mantis religiosa
雌雄体型差距(上雄下雌)
来源:wikipedia
不过,上述情况都建立在自然环境的背景中,对于人工饲养条件下的螳螂,即便雌性食物充足,依旧存在攻击雄性的情况(上文提及的以飞虫为食的螳螂则不存在这一现象,成群饲养亦无问题)。这可能是因为雄性螳螂无法自由选择合适的时间、地点和交配对象,也没有充足空间周旋躲避,或是雌性螳螂受到人类观察、移动、灯光等外界环境影响,更可能出现攻击性行为......总之,时至今日,人类对于螳螂雌食雄现象的了解仍然有限。由此可见,即便是与我们朝夕相伴的小昆虫,依旧隐藏着大自然的奇妙奥秘。为了解答这些秘密,也希望大家能在日常生活中保护身边的生物,不破坏它们栖息的空间。让我们共同努力,守护生物多样性的延续,一起向自然。
编辑：张鑫
初审：彭一
复审：杨春雁
终审：翟保评
签发：彭一
（转载自微信公众号：首都自然教育联盟）
忻州师范学院生物系
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