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你知道水生昆虫是怎么来呼吸的吗?太厉害了!

(2017-11-02 18:51:15)
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动物世界

户外探险纪录片

昆虫

野生动物

探索发现

分类: 动物世界
       在地球上近百万种昆虫之中,竟只有几千种是住在水里面的。虽然种类不多,却堪称是昆虫界的奇迹。在寒带的冰川里,在温度高达48.9℃的温泉里,在湍急的瀑布里,在含盐度高逾海水几倍的咸水湖里,甚至在原油里,都能发现这类昆虫生存的影子。它们使用令人难以相信的各种各样的巧妙方法:其中包括水肺、钟形潜水器、潜游通气管和喷射推进器的原型,使自己能够适应各种液体环境,从而达到安居乐业的目的。

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    水生昆虫虽然基本上躲开了大批陆地昆虫的竞争和挤逼,也避开了若干常常捕食昆虫的动物,似乎比生存范围仅限于陆地和空中的昆虫占了不少便宜,但是生活在水里,却又面临了许多新的严重问题,诸如寻找新的食物来源、从蛹变成成虫时如何从水里面出来等等。不过在所有困扰水生昆虫的困难里面.最迫切需要解决的,是怎样呼吸空气的问题。

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    昆虫的祖先在离开海水到陆地上居住时,就丧失了鳃,发展出呼吸水面以上空气而不呼吸溶解在水里氧气的新器官。对于重新回到水里生活的昆虫而言,吸取空气中氧气的呼吸系统自然在许多方面必须作出相应的改变。为了适应水里的生活,水生昆虫们独自演变出来各种各样巧妙的办法,以解决水里生存呼吸的难题。

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    蜂蟒、蜻蜓和石蚕蛾的幼虫仍然保留了陆上昆虫具有的气管,不过气管连接着鳃,它用鳃来过滤溶解在水里的大量氧气。这些鳃的形状,往往像稀疏的羊齿叶子,从腹部向外延伸,石蚕蛾则是从头部和胸部向外延伸。蜻蜓幼虫的构造略有不同.它们的鳃长在消化管的后端,藉身体外壁伸缩之力吸水排水。这些鳃的作用只在通过鳃的表面把氧气送入气管。

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大部分蟀蟒的幼虫长有七对鳃.像椭圆形的扁甲,覆盖着腹部两侧。前面六对鳃不断颤动,只有第七对是静止的。第一对开始像槽那样摇晃,跟着是第二对,第三对等等。这样一来,水就继续不断流过鳃面,到达最后一对鳃才把水放出。到了这个时候,水里的氧气已被抽尽,所以这点水也就不再被蜉蝣使用。在氧气充足的水里,鳃的颇动节奏缓慢。如果水里缺少氧气,鳃就迅速拍打,幼虫身体两侧就会有晕轮形状的东西出现。

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   可是许多重新回到水中的昆虫,既没有长鳃,也没有使它们的呼吸器官适应新的生活环境,它们继续使用陆上亲族所使用的那种呼吸配备。不过它们发展了两种呼吸设计使它们能在水中生活:这两种设计可以比作潜游通气管和水肺。使用潜游通气管的昆虫以纳的幼虫为代表,它们需要吸取空气时,就浮到水面上.把长在身体后部的那根管子伸出水面。这根潜游通气管的口上有一组屠膜,幼虫在水里的时候,瓣膜紧闭。可是在潜游通气管的尖端破水而出伸人空中时,瓣膜能自动张开。

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这是因为水对瓣膜的外部表层具有吸力,通气管一伸出水面,瓣膜的叶片在水的吸力之下向外向下展开,把呼吸孔露了出来,使它能和空气接触。水虹幼虫的通气管与此略有不同,它在通气管的尖端长了一些扁状细毛,形成一个整整的圆圈。当这个幼虫浮上水面时,那些细毛向外展开,使幼虫牢牢钉在水面上,把呼吸孔张开。当幼虫再度潜到水里的时候,扁状细毛向里弯曲,捉了一个气泡,对它而言,这就是储备的空气。

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    蚊的幼虫同样用通气管吸气。因为它们的通气管可以轻而易举地伸出水面,随时和新鲜空气接触,它们几乎在什么样的水里都能生存。有些种类专门生活在树穴聚积的雨水里.有的专门住在盐沼含有盐味的水里,甚至住在污染了的水里。蚊的幼虫使用一种防水的油性分泌物保持通气管干燥。人类就凭借这种知识控制蚊虫。我们在滋生蚊纳的水池水面,倒上一层薄薄的煤油,由于通气管分泌的油质只能防水不能防油,倒下去的煤油很快就进人蚊的幼虫的呼吸系统,使它窒息而死。

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    有些昆虫发展了一些办法.无须浮出水面就可以吸取空气中的氧气。蜻蜓幼虫在腹部尖端长着一个呼吸管,能够像望远镜套筒一样伸到几乎巧厘米长。呼吸孔长在管子尖端.使蜻蜓幼虫在浅池水底吃东西时.就能够在水面取得氧气。有一种名叫水蝎的水虫,腹部也长有一个呼吸管.但这个管子不能伸缩。这种通气管使那个水虫看起来好像长了一根毒针。有些蝇类和甲虫的幼虫,同样无须游到水面就能够呼吸空气,它们的空气是从水生植物细胞之间的空隙里取得的。

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    有一种沼泽地带的蚊虫,它的幼虫也长着一个通气管,只是它这个通气管已经变成一根尖针。它能把这根尖针刺人营茅和香蒲之类的水草组织内部去吸取空气。水里也有寄生虫.水里的寄生虫不仅吃宿主的活生生的组织.它们还要使用宿主积存的空气。许多寄生虫就在宿主的身体管壁里吃来吃去。使用水肺和使用潜游通气管完全不同。

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使用水肺的昆虫都带有一个气泡,这个气泡和昆虫身上的气门相连接,起着一种与鳃相类似的作用。昆虫使用气泡里的氧气,气泡氧气压力逐渐减低,最后会减到比起附近水里的氧气来要少得多的地步。到了那个时候,水中所含的浓度较大的氧,就会渗入水泡内氧浓度较小的气体中,来补充昆虫呼吸时消耗掉的氧气。经过这持续不断的补充,昆虫从它的水泡所获得的氧.要比水泡里原有氧气多许多倍。一个昆虫带到水里的氧气,大概只够它使用20分钟,不过它能够在水里停留到36个小时,就是因为水泡里所含的氧,可以不断从附近水中获得补充的缘故。

    使用水肺者可用那些贪食无4的大潜水虫为代表。它们的呼吸孔不像大部分陆地昆虫那样长在身体两侧,而是长在背上,翅盖下面。龙虱需要呼吸的时候,它破水而出,把腹部一低,在翅盖下面的空间封了一些空气。仰泳蜻及划蜷同样把空气储藏带在翅盖下面,不过除此以外,它们身上还有一层短毛,在身体周围保留了一层空气。由于这个缘故,它们总有一个微微发亮的外表。它们身上的这层空气使它们具有浮力。要留在水里,它们就得不停地摆动它们长得像桨一样的脚。要休息的时候,它们必须依附在植物生长在水里的那一部分之上,不然它们就会像软木那样浮出水面。


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