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虫的附肢(下)| 混乱博物馆

混乱博物馆  · 公众号  ·  · 2017-08-30 21:00

正文

我们在上一期混乱博物馆中观察了节肢动物用于运动的那些附肢在这一期里我们会继续观察一些更加特化适用于特殊用途的附肢。

在这里,许多人对节肢动物,或者说“虫”,不抱好感,但人之所以为人不是因为汹涌的情绪,而是因为审慎的理性。

所以当自然之母温柔地揭开面纱,作为一个有灵的长子,究竟是要谦卑地领受教诲,细心观察,还是在傲慢中流露出厌恶的神情,娇嗔着跑开,就由你来决定。


-文字稿-

我们在上一期节目中介绍了许多节肢动物的附肢,但这只是冰山一角,这类结构千变万化——因为附肢并不总是用作“足”——节肢动物的触角、触须、口器甚至生殖器,都是特化的附肢。

除了螯肢亚门,触角在节肢动物中广泛出现,基础款是密而多的均匀分节,主要功能是触觉和听觉——节肢动物的视觉普遍不怎么样,视觉越差的类群,触角也往往又细又长,更好地接受介质中的振动,而在那些视觉发达的类群中,触角就会相应退化。

某些类群对光和机械振动都不敏感,就用化学感知弥补,它们触角上分布着大量感受器,负责嗅觉和部分味觉,尤其是那些根据信息素寻找配偶的雄性昆虫,它们触角分节宽大,或者有很多毛,能增加与空气的接触面积。

触角的形态是昆虫分类的重要依据,比如蜻蜓目退化的刚毛状触角,膜翅目用于信息交流的膝状触角、金龟子总科的鳃片状触角、鳞翅目嗅觉发达的羽毛状触角、直翅目感觉敏锐的丝状触角,等等。

除了头顶的触角,节肢动物还常常有其它附肢特化成感觉振动的器官。比如单肢亚门最后的几对足就总是放弃行走的功能,平直地伸出去感受振动,螯肢亚门也与此类似。某些类群的这对足还会特化成格外修长的触鞭。

昆虫纲的某些类群在腹部末端几节长有尾须(Cerci),被视为一种祖先性状,比如蜉蝣目就长着非常发达的尾须,直翅目的蟋蟀、缨尾目的衣鱼,也都有发达的尾须。而在革翅目的蠼螋身上,这对尾须还特化成一只强壮的钳子,功能与软甲纲的螯接近。

口器则是更加高度特化的附肢——节肢动物体表包裹着坚硬的外骨骼,口不能动,切割、撕裂、咀嚼等取食任务就全都交给口周围的几对特化的附肢,也就是口器。

单肢亚门的最简单,就是前几对足的基部长了锯齿,让人想起鲎来。螯肢亚门通常也很简单,就是灵活运用那对螯肢而已,但蜱螨亚纲的物种们将螯肢和须肢合并成了一根锋利的针,从其它生物体内吸取汁液。

但在甲壳亚门和六足亚门身上,口器就变得非常复杂,它们会腾出几对附肢专司进食,切的切磨的磨。尤其是昆虫的口器,虽然都源自上下唇各一片,上下颚各一对的初始结构,但面对不同的食物又有不同的样式。著名的包括鳞翅目虹吸式的口器,直翅目和螳螂目咀嚼式的口器,双翅目舐吸式的口器和刺吸式的口器,还有蜜蜂嚼吸式的口器,都是鉴定昆虫的重要依据。

特别的,有些昆虫的口器同时是捕猎的工具,比如鞘翅目的步行虫科有很多凶猛的掠食者,上颚非常强壮;又或者半翅目的猎蝽科,它们的刺吸式口器既能像蜘蛛的螯肢一样注射毒液和消化酶,又能像蚊子的口器一样吮吸食糜。

而在鞘翅目的金龟子总科中,这对上颚又和体表的突起结合得如鹿角一般,吸引异性,类似的事情也在广翅目的鱼蛉身上出现,乃至软甲纲等足目的某些水虱。

在吸引异性之余,节肢动物在生殖中也要依赖附肢——大多数陆生节肢动物的雄性都需要某种器官将精子送入雌性体内。比如单肢亚门的马陆会将几对步足特化成生殖肢,以便将整块的精荚送入雌性体内。而蜘蛛们则用第二对附肢,叫做须肢,特化成一个机油壶,先将精液灌进去,再给雌性挤进去。

类似的,甲壳亚门也有自己的生殖肢,通常是两对特化的游泳足,所以它们是标准的传教士体位。另外,软甲纲十足目抱卵亚目的雌性也有特化的游泳肢——表面生有绵密的绒毛,刚好可以把卵粘在上面,即所谓抱卵。

而在昆虫身上,问题依然会变得复杂许多,它们腹部第8、9、10节的附肢高度特化,发展为雌雄生殖器,大多数隐藏得很好,但也有一些招摇的类群,比如膜翅目各种蜂的雌性往往有一根锋利的针,那些寄生品种的针尤其尖利,都是特化的生殖肢。

到这里,我们已经粗略了解了节肢动物大部分类型的附肢,这些同源结构在进化中千变万化,让每一个节肢动物都如同瑞士军刀,是地球进化史上一个惊人的奇迹。

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