陶詩秀
你知道昆蟲也能聞氣味嗎?在昆蟲的頭部,眼睛的上方,有兩根“須”,這就是昆蟲的“鼻子”。昆蟲學(xué)家稱它為觸角,昆蟲就是靠觸角來聞氣味。
有人做過一個實驗:分別放上一堆糖粒和一堆木屑,用鐵網(wǎng)隔開,然后捉些活蟑螂,其中幾只剪去觸角,一起放在有木屑的一邊。過一會兒,那些有觸角的蟑螂就會穿過鐵網(wǎng)的小孔,爬到糖堆那邊去,而沒了觸角的蟑螂,則仍在木屑堆上胡亂爬行。
實驗表明,昆蟲的觸角確有嗅覺的作用。
昆蟲的種類繁多,觸角的形狀也各不相同。蝗蟲、蟑螂、蟋蟀頭上的一對觸角,前后粗細變化不大,看上去像兩根鞭子,故叫“鞭狀觸角”;蒼蠅的觸角,有點像多芒的麥穗,叫“具芒觸角”;金龜子的觸角,則是一片片連接而成的,很像魚鰓,就稱“鰓狀觸角”;蚊子的觸角有許多分枝,宛如兩把刷子,稱做“環(huán)毛狀觸角”;白蟻的觸角像佛僧們手中的念珠,所以就叫“念珠狀觸角”。此外,還有蚤的錘狀觸角、蛾子的羽狀觸角、蜜蜂的膝狀觸角……即使同一種昆蟲,雌雄之間的觸角形狀也不盡相同,例如有種地老虎,雌性的觸角為絲狀,而雄的則為羽狀。
昆蟲的觸角除了形狀上有明顯的差異外,長短也很懸殊。蜻蜓、知了的觸角很短,只有在放大鏡下才能觀察清楚,而蟋蟀、天牛、蝴蝶等的觸角就很長了。科學(xué)家在浙江西天目山考察中發(fā)現(xiàn),有種孟斯科昆蟲紡織娘,觸角平均長度居然超過了40毫米。
盡管昆蟲的觸角千奇百態(tài),但它們的結(jié)構(gòu)卻基本相同,都長在復(fù)眼前方的兩個叫觸角窩的小凹坑里。觸角由許多小節(jié)組成,大體可分3部分,基部第一節(jié)比較粗短,叫柄節(jié),它以膜質(zhì)連接于觸角窩邊緣,起了支撐上面各節(jié)的作用;第一二節(jié)叫梗節(jié);第三節(jié)以后的各節(jié),統(tǒng)稱為鞭節(jié)。各種昆蟲觸角形狀和長短的變化主要表現(xiàn)在鞭節(jié)上。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),昆蟲的觸角上長著許多不同形狀的嗅覺窩,每個窩都由一個小腔與外界相通,窩內(nèi)分布感覺神經(jīng)纖維,直接與腦神經(jīng)中樞相連。所以,昆蟲的兩根觸角總是在不停地東搖西擺,探測周圍極其微弱的氣味信息。
當(dāng)然,嗅覺窩并不是分布在昆蟲的整個觸角上,而是有特定的部位。在電子顯微鏡下我們可以看到,蚜蟲的嗅覺窩多半生在柄節(jié)上,蜜蜂的嗅覺窩主要分布于觸角鞭節(jié)前端。昆蟲嗅覺窩的數(shù)量也不一致,蜜蜂工蜂的觸角上大約有6 000個嗅覺窩,而雄蜂竟有30 000個以上。一般來說,雄蟲的觸角比雌蟲要發(fā)達,嗅覺窩自然也較多,比如雄金龜子的觸角上有50 000多個嗅覺窩,而雌的還不到8 000個。
昆蟲的觸角,盡管在外形、長度、嗅覺窩數(shù)量上千差萬別,但是,它們的嗅覺靈敏度都相當(dāng)驚人,能敏銳地感覺到各種化學(xué)物質(zhì)的氣味,尋覓食物和識別伙伴。比如,蒼蠅只要聞到糞臭、魚腥味,就會從四面八方云集而來,蚊子聞到人身上的汗酸味,便會嗡嗡飛來咬人,蜜蜂和蝴蝶能聞出各種花果的香味,找到它們愛吃的花蜜。螞蟻還可以用觸角來辨認自己的同伴,假如把幾個螞蟻放入另一窩螞蟻的蟻巢內(nèi),由于彼此氣味相異,這些外來的螞蟻很快會遭到猛烈的攻擊,而被活活咬死。昆蟲也能依靠觸角尋找配偶。一般昆蟲的雌蟲活動性不強,有的甚至翅膀完全退化,不能飛翔,但在性成熟時,雌蟲能分泌一種叫性誘素的化學(xué)物質(zhì),這種物質(zhì)有特殊的氣味,隨空氣的流動而擴散到周圍環(huán)境中。雄蟲憑觸角可以聞出這種氣味,不遠千里,飛來向雌蟲“求愛”。一只雌蠶蛾雖然僅分泌出0.005~1.0微克的性誘素,就誘引了一百萬只雄峨前來“約會”??墒牵坏┯眉舻都羧バ巯x的觸角,或在觸角上涂上蠟質(zhì),這時即使雌蟲近在眼前,雄蟲也無動于衷,因為它們喪失了嗅覺功能。昆蟲還能依賴觸角來選擇產(chǎn)卵場所。菜粉蝶聞到蘿卜、青菜等植物揮發(fā)出來的芥子油氣味,就飛到這些蔬菜上產(chǎn)卵,米蛾聞到大米的氣味,就會鉆進米囤產(chǎn)卵。
昆蟲的觸角除了有“鼻子”的嗅覺作用外,有的還能起到“耳朵”的聽覺作用呢!如蚜蟲的“耳朵”就長在觸角根部的柄節(jié)上,雄蚊的“耳朵”長在觸角的第二節(jié)上,蓬蓬松松的感覺毛可以接受雌蟲飛行時發(fā)出的嗡嗡聲。有的昆蟲,如夜蛾、虎蛾,它們羽狀的觸角還像是無源雷達探測器,能探測其他蛾子飛行時胸部發(fā)出的紅外線。蛾子憑其“雷達”導(dǎo)航,可以方便地找到食物和配偶。
有些昆蟲的觸角還有其他特殊的本領(lǐng),如水蚤在游泳時,靠觸角維持身體的平衡,地膽、水龜?shù)男巯x,能用觸角執(zhí)握雌蟲,進行交配。還有一種水生的牙蟲,可以用露出水面的觸角進行呼吸。
正因為昆蟲有了這種“鼻子”,所以就具有趨化性和趨避性。蜜蜂尋香,蒼蠅逐臭,就是昆蟲的趨化性。趨避性就是昆蟲聞到某種氣味而遠遠躲開的行為。人們根據(jù)昆蟲的這種特性,已經(jīng)制造出許多有氣味的殺蟲劑。其中,有些是利用昆蟲的趨化性,如人工合成的性誘劑,誘集害蟲,聚而殲之。有些是利用昆蟲的趨避性,如驅(qū)蚊香、樟腦丸等各種驅(qū)蟲劑。
昆蟲奇妙的“鼻子”,也引起仿生學(xué)家的濃厚興趣,借鑒昆蟲嗅覺器官,成功地研制了嗅敏儀和氣體檢測儀,它們比一般的自動分析儀器更加靈敏、快速和小型化,這些被形象地稱為“電子鼻”的儀器,在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中已獲得了廣泛的運用。
近年來,科學(xué)家們對昆蟲的觸角進行了更廣泛和更深入的研究,這不僅可以大大地豐富仿生學(xué)的內(nèi)容,而且為害蟲防治工作開辟了更新、更廣闊的途徑。
編輯/張燁