黃曉東
地球上的昆蟲,都是大自然的杰作,它們本領(lǐng)不一,但是不論是什么昆蟲,都需要呼吸空氣。陸地上的昆蟲,呼吸空氣并沒有什么難度:在換氣運動的作用下,空氣由氣門(相當(dāng)于鼻孔)進入昆蟲的氣管系統(tǒng),再進入微氣管,由微氣管輸送新鮮空氣到身體的各個組織。但是,有些昆蟲幼年時生活在水中,有的終生不離水,它們就進化出了五花八門的水下呼吸法。
保命的呼吸管
你知道蚊子的幼蟲叫什么嗎?小蚊子,當(dāng)然不是!叫孑孓(jié jué)。在水邊,尤其是在死水潭邊,常能看見孑孓亂竄的身影。其實,蚊子的幼蟲時期非常短暫,只有十幾天。在這短短的十幾天內(nèi),它們是如何在水下呼吸的呢?原來,維持孑孓正常呼吸的法寶是其尾部末端的呼吸管。孑孓倒立在水面,將呼吸管伸到水面上,直接呼吸空氣。如果在水面上滴上油,油滴一旦黏在孑孓呼吸管的細毛上,孑孓就無法打開呼吸管了,很可能會窒息而亡。
還有一種叫蝎蝽(xiē chūn)的昆蟲(也叫水螳螂),它的呼吸方式和孑孓如出一轍,蝎蝽的腹部末端有根細長的呼吸管,攀附在水生植物上,呼吸的時候倒掛于水面,呼吸空氣。
盜吸空氣的小偷
有些昆蟲的幼蟲和蛹生活在極度缺氧的水底淤泥里,為了生存,它們的氣門進化成了尖刺狀。尖刺的用場,就是刺破水生植物的根或莖,從而吸收植物體內(nèi)攜帶的氧氣。比如稻水象甲,它主要禍害的對象是水稻。
稻水象甲幼蟲腹部末端延伸所形成的刺可以刺破水稻的根莖。小時候,它跟水稻搶空氣,長大以后,還會蠶食水稻葉片,對水稻造成危害。
我有鰓,但我不是魚
還有一些昆蟲(如蜉蝣、蜻蜓和石蠶蛾的幼蟲),它們是靠氣管鰓在水中呼吸的。氣管鰓是一種中空、壁薄的絲狀或片狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以分布在水生昆蟲的頭、胸、腹的任何部位。有的昆蟲幼蟲的身上分布的氣管鰓有500多個。在水中,長有氣管鰓的昆蟲會擺動鰓瓣,讓水流動并吸取水中的氧氣。在缺氧的水里,鰓瓣的擺動頻率會加快。
蜻蜓幼蟲的氣管鰓分布在體內(nèi)的直腸處,通過收縮腹部,讓水進入體內(nèi),氣管鰓就可以吸收水中的氧氣了。為了保證充足的氧氣供應(yīng),蜻蜓幼蟲每次收腹,都會讓85%的水分得到更新。每次更新的過程,也是清洗直腸內(nèi)的鰓的過程,這有利于蜻蜓保持鰓的清潔,便于氧氣的吸收。
所有水生昆蟲都具備一項技能——用體壁進行呼吸。呼吸時,昆蟲能通過體壁,將水中的氧氣直接在昆蟲體內(nèi)進行氣體交換,這種氣體交換包括了氧氣的吸收和二氧化碳的排出。
冬季時,昆蟲活動較少,新陳代謝水平低,只要用體壁呼吸就可以維持生命。夏天到了,昆蟲的生命活動比較活躍,就需要采取體壁呼吸與諸如氣管鰓之類的其他呼吸方式并用的舉措。