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水面生活的昆虫

(2014-04-25 18:13:07)

 生活在水域中的动物,都要经受水的浮力和阻力的作用。有一类水生动物朝着克服水的阻力、发展自游能力的方向演化,称为游泳动物;另有一类水生动物身体小而单薄,无力与水流抗衡,只好随波逐流、依靠水的浮力而生存,称为浮游动物;而在水域的底部,还生活着统称为底栖动物的一大类水生动物。另外,在水面与空气交界的水面薄膜上,生活着一类极其特殊的水面动物, 又称水膜动物。现在我们就来谈谈水面动物如何在令人难以置信的水面薄膜上生存和繁衍的!

 

  水分子之间的吸引力使平静的水体表面形成一种弹性膜,水面动物就以这种弹性膜作为生存环境。各地习见的水面昆虫有水黾(又称黾蝽)、仰泳蝽、豉虫和淡水跳虫等类。其中每一类和水表面以及与水表面接触的空气层的关系是各不相同的。

 

水黾是一类广泛分布于世界各地淡水水域的水生蝽类,属于半翅目昆虫。习常所见在静水的坑塘、湖泊或水库水面上滑行的一些暗褐色昆虫,就是水黾。它们喜欢成群生活,靠着水的表面張力所形成的水膜在水面上活動,动作十分灵活,但从不潜入水中

 

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     图为成群在水面滑行的水黾,有点像微型水上飞机。

 

 水黾这类昆虫要在光滑的、溜冰场似的水面上度过一生,它们如何适应、怎样利用这种特殊的生境?为什么水黾在水面上不会下沉,而且还能来往自如?原来,水黾体形細長流线型;前足适于捕捉猎物;細長的中足和後足可支撑虫体于水膜上,并靠中足在水膜上滑行;足部有油脂腺,能分泌不沾水的油脂,为虫体防水;水黾的身上、腿上长着疏水性的细毛,增加身体的浮力。由于的身体不会被水浸湿,还能巧妙地将全身用足支撑在水面薄膜上,因而不会沉入水中;它常常一边在水面滑行,一边举起一对前足,随时准备捕食落在水面上的小昆虫等。如有鱼儿等天敌追来,它们还会在水面上大力弹起、跳跃逃生。

 

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   图示一种枝形水黾,它用六条长腿搭在水膜上,可以快速地在水面上来往滑行。一旦水面起了涟漪,水波粼粼,水黾立刻消失得无影无踪。

 

据报道,美国科学家已探明水黾之类的昆虫是怎样在水面上行走的。他们的研究指出,昆虫在水面行走,不像过去研究者所认为的那样,依靠虫足运动使水表产生微波的推进力。实际上,水黾主要利用3对多毛的长足在水中制造出螺旋状的旋涡,借助旋涡的推动力,从而以每秒150厘米以上的速度向前行进。研究者是使用尖端跟踪装置和高速视频照相技术,捕捉到不同水生昆虫在水面上行走的清晰过程,从而揭开了这一秘密的。

 

水面薄膜不但是水黾立足谋生的场所,也是它们获取有关周围环境信息的平台。只要稍微留神,就会发现水黾对水面的动静是十分敏感的。即便是一两滴水落到了水面上,它也会急忙逃避。为什么水黾的感觉这么灵敏呢?这是因为它的足关节间有灵敏的振动感受细胞,能感觉到水面上的轻微波动。对于这种水生昆虫来说,感受四周的动静对生存至关重要,因为无论是送到面前的美食,还是猛扑过来的天敌,都会引起水面的波动。

 

 水黾之间又是怎样互相联络的呢?美国动物学家威尔考克斯研究指出:雄水黾用两只前足有节奏地叩击水面,向异性发出有规律联络信号雌水黾收到这种求偶讯号以后,特定频率振动水面的讯号答复对方,然后雌雄相会。据此, 威尔考克斯教授认为,水黾的联络方式很像人们在收发电报,雌雄水黾的配合非常默契,不同讯号能够传递各种信息,当雌水黾在水面漂浮的树叶或杂草上产卵时,在一旁警戒的雄配偶发现有别的雄水黾游过来,便以每秒振动30次的频率发出紧急电报,告诫对方:不准靠近!如果对方一意孤行,继续滑行过来,只雄水黾格斗就会开场通过深入的分析和研究,威尔考克斯教授成功地破译了水黾联络讯号的“密码”。他制作了一个小型电子仪器,安装在池塘里,用岸上的无线电仪器遥控,模仿雄水黾发出的讯号,引得不少雌水黾“应约”而来,大上其当。

   

仰泳蝽也属于半翅目水生蝽类。这类昆虫的生态极其特殊,一生大部分时间背部朝下仰卧在水面,很像人类仰泳的姿势,因此得名仰泳蝽。它的足部和腹部顶端与水膜接触的地方形成凸起;仰泳蝽能够离开水面薄膜沉水下或游泳于水中,常常游到浅池塘底部寻找食物。作为水生昆虫,仰泳蝽的体躯腹面,有一层直立的疏水性毛,当虫体潜入水中时,在毛间可携带一层气膜或气泡,从而可满足其在水中生活数小时甚至数十小时,才需要再到水面上来换气。

 

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     仰泳蝽的一对后足特别长而且扁,看起来就一副“船桨”,活动时后足确实起到桨的作用,触角在水中能协助平衡身体。 

    

豉虫是成群生活在池塘和河湾里常见的黑色小甲虫,又称“豉甲”,它们的体形和聚在一起的样子就像一堆“豆豉”。豉虫体长515 毫米,背部隆起而光滑,体黑色而有光泽,头呈三角形,具有一对分区的复眼,眼的上、下半部可分别察看水下和水面上的物体;短触角上密密生长有敏感的刚毛,是极其重要的触觉探测器官;发达的前足主要作捕捉用,短阔的中足和后足呈扁桨状,是天生的划水器官。

 

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豉虫经常在水面活動,它们的身体一半在水下、一半在水上,无论白天还是夜晚都能轻快地在水面上滑来滑去,通常总是滑动其中足和后足在水面弯曲前进或兜圈子,仿佛花样溜冰似的。豉虫也能在固体表面上爬行,还能潜水和飞行。它也有通过水波传递和接受信息的特殊本领,当它们在水面活动时,触角置于水面薄膜上,以此探测由前方障碍物反射来的微波,以便及时调整前进的方向。它们还通过分区的复眼获取周围环境的信息,同时它们对水面微波信息的反映快如闪电,一有情况,立即转动身体,逃之夭夭。

 

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 豉虫能够在水下游泳。它们通常用后肢抱着一个气泡,并用这个气泡里的空气呼吸。当它要升到水面换气时,这个气泡还能够助它浮起。 

  

淡水跳虫体形很小,身长不超过9毫米,它的腹部下方有一个特殊的弹跳器官,平时曲藏于体下,由一个小夹钩勾住,当夹钩松开时,拉紧的弹器一松开就能拍击水面,将自身向前方空中弹出相当于体长15倍的远处,如此特殊的形态结构和行为使它们成为名副其实的“跳”虫。淡水跳虫身体很轻,善于在水面薄膜上爬动,取食由风吹落到水面上的植物孢子和花粉。它的身上唯一可能被水打湿的地方是它腹面的管。管的钝端对着水膜表面,它能使体轻的跳虫沾在水膜上,以免被风吹走。此管也可能有吸水和排泄废物的功能。

 

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总起来看,水面动物能够在水面薄膜的上、下生活,根本的原因在于這些動物的軀体都很小,水面薄膜对它们的支撐力與昆虫-水面的接触面積相关;其反作用力(地心引力)則與动物的質量有关。 大型动物更多地受地心引力和慣性的支配;小型动物則更多地受附著力和流体張力等表面力的控制,因此,产生和发展了专门适应水面生活的特殊生态类型。

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