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朝生暮死,最短只活5分鐘,蜉蝣用3.5億年時間走向生命的極端
原創(chuàng) 怪羅科普
?GlobalP/ iStock很多人可能不知道,“衣冠楚楚”最早是形容蜉蝣的。
在古人的觀察中,蜉蝣的生命極其短暫,加上其精靈般曼妙的身姿,激發(fā)了無數(shù)文人墨客的創(chuàng)作欲,所以留下了許多關(guān)于蜉蝣的詩詞歌賦。
比較有意思的是,許多關(guān)于蜉蝣的描述中,中西方文化都表現(xiàn)出少有的一致,比如都喜歡用它來形容生命短暫。
但是,蜉蝣到底是什么樣的昆蟲呢,它們這一生為何會如此短暫,這種生存模式到底有何意義呢?
蜉蝣是什么樣的昆蟲?蜉蝣是蜉蝣目昆蟲的總稱,這是一個種類繁多的家族,全世界已描述的就超過3000種,被分為42科400多個屬,中國也有200多種。
所有蜉蝣的成蟲其實(shí)都差不多,它們的壽命確實(shí)非常短暫,有些種類的雌性甚至只有5分鐘的壽命,而另外一些壽命長的也就兩三天。
在進(jìn)入成蟲之前,在若蟲(蜉蝣是不完全變態(tài)發(fā)育昆蟲)完成最后一次蛻殼之后,蜉蝣有一個昆蟲界獨(dú)一無二的的生命周期——“亞成蟲”階段。
在進(jìn)入亞成蟲后,蜉蝣長出了可用的翅膀,但是口器幾乎完全退化,大部分內(nèi)臟被排出,整個腹部幾乎由空氣填充,所以從這個階段開始,蜉蝣就不會再進(jìn)食了,之后的活動全部使用存儲的能量。
亞成蟲相對于成蟲顏色會更深,我們平時在水面上看到壯觀的蜉蝣亂飛景象,基本都是亞成蟲蜉蝣群,它們會一起出現(xiàn),然后各自找地方躲起來并完成最后一次蛻變,變成成蟲。蜉蝣成蟲非?!胺ξ丁保鼈儙缀鯖]有肌肉,飛行也任由氣流來帶動,十分脆弱,生命的全部都是用來繁殖的。
在繁殖的過程中有點(diǎn)類似蜜蜂的婚飛,根據(jù)大英百科全書的描述,許多蜉蝣是成群雄性先飛行跳舞,然后雌性加入群體,選擇它認(rèn)為最優(yōu)秀的完成配對,整個過程可能只有幾秒鐘時間。
那些完成配對的雌性會找水源產(chǎn)卵——通常是上游區(qū)域,不過這時候它們身上的能量基本已經(jīng)所剩無幾,所以如果它們不小心飛得離水源太遠(yuǎn)的話,那它將只能把卵產(chǎn)在土地里,進(jìn)而無法孵化。
雄性則會繼續(xù)“婚飛”,并試圖和任何一只加入的雌性配對,直到身上的能量全部用盡,走到生命的終點(diǎn)。蜉蝣的若蟲十分多樣
古人描述的蜉蝣基本就是其成蟲和亞成蟲階段,事實(shí)上蜉蝣最精彩的部分是它們的若蟲,估計(jì)古時候的人們會把蜉蝣的若蟲當(dāng)作不同的動物對待,因?yàn)轵蒡龅娜粝x實(shí)在太多樣了。
蜉蝣若蟲是生活在水中的,這意味著它們是非常古老的昆蟲形態(tài),以至于若蟲還無法離開水生存。
事實(shí)也是如此,蜉蝣目可能已經(jīng)存在3.5億年了,目前已知最古老的化石可以追溯到3.12億年前。它們是第一批長出翅膀的昆蟲,且至今保留古老翅膀的特征——你會發(fā)現(xiàn)它們的翅膀并不是平放在腹部而是立著的,我們前面提到的亞成蟲階段其實(shí)也是昆蟲的古老特征。
水中的蜉蝣若蟲壽命非常長,有一些甚至可以長到數(shù)年、蛻皮數(shù)十次之久,為了適應(yīng)不同的環(huán)境,不同蜉蝣若蟲的體態(tài)差異更是巨大,食性也完全不同。
圖:蜉蝣科比較常見的蜉蝣科,其若蟲就像是水中“土狗”(螻蛄)一樣,生活在水下,會用強(qiáng)壯的四肢刨開泥土,裝入地下,其食性是食腐的,偶爾也會獵食。
圖:等蜉科再比如等蜉科,其若蟲身體到處都長著像是魚鰭一樣的結(jié)構(gòu),這讓它們成為游泳健將,而它們的食性是濾食的。
圖:扁蜉科在湍急的河流中,一樣也有專門為其打造身體的蜉蝣,比如扁蜉科,它們的身體變得很扁,減少了水流方向的接觸面,另外它們的四肢非常有力,可以牢牢抓住巖石,不至于被水沖走。
相較于蜉蝣多樣的若蟲,以及千篇一律的短暫的成蟲,我想更多人想知道的是,蜉蝣為什么會變成這樣,它們成蟲壽命如此短暫到底有何意義?
用3.5億年走向極端
不知道你是否有思考過,生物的壽命很長又到底有什么意義?
大象很長壽,但它們的繁殖能力就很差其實(shí),長壽對生物來說有一些非常巨大的劣勢,那就是個體需要面對的風(fēng)險(xiǎn)會隨著生存時間的增加而增加,而且生存資源會被霸占,這無論對個體還是群體都不是很有利,但是它也有一些生物無法拒絕的優(yōu)勢,其中最重要的一點(diǎn)就是壽命越長意味著繁殖機(jī)會越多。
簡單地說,如果生命的意義是讓基因延續(xù)的話——至少目前來看自然界確實(shí)如此,那么長壽和短命就沒有絕對的好處和壞處,完全取決于生物自身和它生存的環(huán)境。
所以,我們先不用感嘆蜉蝣一生短暫是否有意義,只要它能夠讓自己取得更多的繁殖機(jī)會,那么對于生物而言這就是成功的特征。蜉蝣是古老的昆蟲,但古老有時候并不是什么褒義詞,因?yàn)樗馕吨粔蚺c時俱進(jìn),或者說這種生物存在一些過時的生理特征。
蜉蝣古老的翅膀形式和以及它們獨(dú)一無二的亞成蟲階段都不是特別合理,算是生存劣勢。
它們那種翅膀能耗更高,機(jī)動性卻更差,而搞出個亞成蟲階段出來也是非常浪費(fèi)時間和能量的奇葩階段(蜉蝣這個階段的解釋現(xiàn)在存在爭議,有些學(xué)者認(rèn)為它是蛹的遺跡,有些人則認(rèn)為它就是一個過渡階段)。低效的特征在自然選擇中很容易被拋棄,所以其它昆蟲都沒有這兩個特征。
但是蜉蝣卻依然保留著,這是耐人尋味的,只能說它們在其它方面取得了巨大的成功,對沖掉了這些劣勢。
在這里,我能想到的就是它們的“朝生暮死”的成蟲繁殖方式——蜉蝣成蟲階段在生理和心理上都幾乎拋棄了一切,只留下一個目的——繁殖。
對于蜉蝣而言,它們其實(shí)并不擔(dān)心繁殖機(jī)會的多少,因?yàn)樗鼈儾捎玫氖?“諾曼底海灘繁殖策略”,也就是許多個體一起成熟,然后大家在同一時間繁殖。這種策略在自然界其實(shí)非常普遍,有許多這樣生存的動物,也有許多這樣繁殖的,比如我們熟悉的一些海洋魚群,還有蟬等等都是這樣的。
這種策略的好處就是集中在一起,種群規(guī)模越大,對于每一個個體而言,它被捕食者吃掉的概率就會越低,因此總有人活下來,總有人完成繁殖。
在這種繁殖策略下,蜉蝣可以不太考慮繁殖機(jī)會的問題——因?yàn)樯磉叺教幎际菍ο螅敲撮L壽就變得沒多少意義了,所以它們不用為此投入太多。
不用太長壽的話,那么成蟲的生存技能似乎也沒啥意義了,所以它們又可以繼續(xù)給身體減配了。在3.5億年的演化過程,蜉蝣成蟲就這樣不斷減配,它們的壽命越來越短,保留的器官也越來越少。
最終它們成功變成壽命最短的動物,任人宰割的對象,但這絕對不應(yīng)該成為我們憐憫它們的原因,恰恰相反,這是它們優(yōu)秀的體現(xiàn)。
參考資料:
[1].蜉蝣:你們只知我朝生暮死,而我只管吃香喝辣.物種日歷
[2].https://doi.org/10.1101/2021.03.17.435759
[3].https://www.britannica.com/animal/mayfly
原標(biāo)題:《朝生暮死,最短只活5分鐘,蜉蝣用3.5億年時間走向生命的極端》
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