薄翅如纱空中舞

2023-04-29 18:58秦自民
中学生百科·悦青春 2023年2期
关键词:蜻蜓昆虫翅膀

秦自民

“晚霞中的红蜻蜓,请你告诉我,童年时代遇到你,那是哪一天?”日本诗人三木露风创作的《红蜻蜓》,抒发了对童年时光的美妙回忆。其实,许多人的童年里都舞动着可爱的蜻蜓。“碧玉眼睛云母翅,轻于粉蝶瘦于蜂。”优雅的蜻蜓眼睛似碧玉晶莹、翅膀如云母透明,比蝴蝶更轻柔曼妙、比蜜蜂更婀娜苗条。

“双睛碧珠莹,四翅青罗薄。”蜻蜓宝石般的眼睛使其具有全方位的视野,而薄如轻纱的翅膀则使其成为伟大的昆虫飞行家。黑脉金斑蝶因善于长途跋涉而闻名——每年飞越8000千米左右的旅程。但在昆虫飞行家中,更令人印象深刻的是一种薄翅蜻蜓,其迁徙全程可达1.5万千米以上。

薄翅蜻蜓的迁徙距离不仅使黑脉金斑蝶等昆虫相形见绌,也超过鲑鱼、驯鹿、半蹼滨鹬等以长距离迁徙著称的脊椎动物。与脊椎动物不同的是,昆虫的迁徙常常是跨越世代的。没有任何一只蜻蜓在其短暂的一生中能完成迁徙全程,它们常常需要经过祖孙四代的努力。基因测序证明,来自亚洲(日本)与遥远的南美洲(圭亚那)的薄翅蜻蜓的群体基因概貌十分相似,说明它们是两个群体交配繁衍而产生的后代。

看起来柔弱不堪的蜻蜓竟然可以环游世界,实在是匪夷所思,令人钦佩!

蜻蜓的翅薄而轻,质量仅占体重的2%左右,主要由翅膜、翅脉、翅痣、翅结构成。翅膜是翅膀主要的空气动力结构,厚度一般仅2微米。翅脉是翅膀的主要支撑结构。翅结将翅膀的前后两部分铰接在一起,提高了膜翅的变形能力。蜻蜓翅膀经过3亿多年的进化,在形态、结构和功能等方面都得到了全面优化。因此,蜻蜓是飞得最快的昆虫,被誉为“飞行之王”。

最特别的是蜻蜓进化出了奇妙的“震颤消除器”——翅痣。翅痣是翅前缘的一块深色角质加厚区,是翅膀在飞行中不致因震颤而折损的关键。科学家受翅痣启发,在固定翼飞机的机翼内部增加与翅痣异曲同工的桁条和桁梁,就能避免震颤的发生,防止高速飞行时机翼折断。其实,受蜻蜓启迪的发明还很多,大约在公元前500年,中国人就发明了儿童玩具竹蜻蜓。竹蜻蜓在18世纪传入欧洲,英国空气动力学家乔治·凯利通过对它的研究、仿制、改进,悟出了螺旋桨的工作原理,并制作出直升机模型。竹蜻蜓也是日本著名漫画《哆啦A梦》中使用频率最高的道具。

蜻蜓是空中的芭蕾舞者,能够轻松完成各种高难度的飞行特技,在空中悠然自得地嬉戏。蜻蜓的4个翅膀可单独控制,能快速改变飞行方向,自由自在地实现前飞、倒飞、侧飞、急转、急升。蜻蜓还可以轻快灵活地悬停在空中,或突然垂直起降,甚至倒退着降落到一根尖尖的枝梢上——空中“开倒车”是蜻蜓的独门绝技。“风蒲猎猎弄清柔,欲立蜻蜓不自由。”香蒲在微风中翩翩起舞,伴随着猎猎的声响,卖弄着轻盈、妩媚、婀娜的身姿,蜻蜓在蒲叶间嬉戏,起起落落,进进退退,飘飘荡荡,由于清风的吹拂似乎不能自由自在地站立。然而,在这摇曳的蒲草间快乐地玩耍,也许恰恰是蜻蜓倚仗着非凡的飞行本领顽皮地与晃动的蒲叶较劲。

“蜜蜂蝴蝶生情性,偷眼蜻蜓避百劳。”诗圣杜甫对自然有敏锐的观察:落花成堆处,有蜂蝶低回缭绕,仿佛在惋惜落花——真舍不得那些花蜜呀!蜜蜂和蝴蝶还沉浸在对落花的眷恋中,殊不知早已被那些对落花不屑一顾的蜻蜓偷偷盯上。不过,蜻蜓也处于两难境地,在觊觎蜂蝶等美食时,还须谨慎躲避伯劳鸟的捕食。蜻蜓是食物鏈上重要的一环,既是捕食者,又是被捕食者。

蜻蜓看起来有不胜凉风的娇羞,其实并不温柔。它们是自然界中一类道行很高的捕食者,其捕食成功率达九成以上。蜻蜓能如此高效,除了超大的眼睛、敏锐的视力、卓越的飞行技能之外,还在于它们拥有高度发达的神经系统。

研究人员将比头发丝1/1500还细的纤细电极与蜻蜓参与视觉处理的神经元相连,借以观察蜻蜓在面对多个猎物时大脑的反应。瑞典的戴维·奥卡罗尔发现,蜻蜓的反应与拥有复杂神经系统的灵长类动物非常相似,能够对物体移动的路径进行评估。

蜻蜓锁定目标后,就扇动灵巧的翅膀,迅速调整飞行路线,在最合适的时候拦截猎物。当它选中一只苍蝇时,就会忽略叶蝉等其他潜在的目标,目不斜视,快速扇动翅膀,张开6条腿猛扑过去。蜻蜓的每条腿上都生有无数细小而锐利的钩刺,合拢起来就如带刺的囚笼。将苍蝇囚禁后,蜻蜓便用咀嚼式口器大快朵颐。

大多数无人机在剧烈碰撞后很容易坠毁,然而,瑞士科学家发现蜻蜓在与硬物碰撞后仍能存活。因此,人们模仿蜻蜓制造了一种悬停无人机。这款仿蜻蜓的无人机不用安装传感器和避免碰撞所需的复杂软件,在没有“北斗”等定位系统导航的情况下,能够在幽闭、混乱的室内或地下空间中进行主动碰撞,通过碰撞洞悉环境。这款无人机即使从空中坠落,也可以用4条细长腿重新站立,因此,能在地震、核泄漏等危险情况下开展搜救行动。

蜻蜓,这位古老的飞行家拥有如此先进的本领,不仅令人拍案叫绝,也让人类在研究飞行器时受益良多。

蜻蜓的成虫可以存活几个月,在昆虫中算得上高寿。蜻蜓的高寿与其复杂、奇异而独特的求偶和交配行为密切相关。蜻蜓的恋爱、婚姻大事都要在空中进行,不仅要在飞行中求偶,也要在飞行中交配,此外,雌蜻蜓还常常在飞行中产卵。

“水上蜻蜓木上蝉。”蝉的生活离不开树木,而蜻蜓则离不开净水。蜻蜓喜欢在池塘、小溪等湿地上空曼舞,它们深知,只有在这里才有机会邂逅心仪的对象。不过,蜻蜓的爱情并不浪漫,蜻蜓帅哥对待美女更不温柔。当雄蜻蜓发现雌性同类时,一定会毫不犹豫地用野蛮的手段将其征服。雄蜻蜓修长的身体末端有一对攫握器,通常会在飞行过程中牢牢地抓住雌蜻蜓的头顶或前胸背板,甚至会攻击正在交尾的蜻蜓,拆散它们的好姻缘,并将“新娘子”据为己有。

一旦俘获了雌蜻蜓,雄蜻蜓决不轻易放手。有些雄蜻蜓会将攫握器上的尖刺刺入雌蜻蜓身体中。配对后的蜻蜓会连锁在一起好几天,飞行时雄蜻蜓在前面拖着雌蜻蜓,姿态十分优美。大半个夏天里,蜻蜓看起来都恩爱有加,出双入对,难舍难分。其实,这里面还有鲜为人知的秘密。

在雌雄共舞的过程中,双方会不断地调整姿势,努力弯曲腹部,使雌性尾端的生殖孔与雄性第二、三腹节的交合器贴合到一起以实现交尾。此时,两只蜻蜓的身体构成了一个浪漫的心形“交尾轮”,又好似一个单环同心结,寓意着永结同心、白头偕老。

能形成“交尾轮”的,除了蜻蜓,就只有豆娘。因此,体态优美、艳丽脱俗的豆娘也容易被误认为蜻蜓。的确,豆娘与蜻蜓是堂姐妹,都属于蜻蜓目,当然有很多相似之处。不过,蜻蜓属于差翅亚目,而豆娘属于束翅亚目,真要区分二者也并不难。蜻蜓体态稍显丰腴,两只巨大的复眼几乎紧贴在一起,休息时翅膀像机翼一样展开,前后翅距离较远,形状大小也不相同;豆娘身形娇小清瘦,复眼分布在頭部两侧类似于哑铃,歇息时一模一样的前后翅伸长重叠在背上,看起来好像只有一个翅膀。

在形成“交尾轮”后,雄蜻蜓为了增加成为父亲的机会,会用生殖器上的倒钩(或毛刷)挖出并摧毁伴侣体内竞争对手的精子,然后才郑重其事地放入自己的精子囊。为了避免其他同性依样画葫芦,雄蜻蜓会缠住雌蜻蜓不放,直至自己的精子完成授精,甚至要等到雌蜻蜓产卵后才肯放手。

闷热的盛夏,骤雨初歇,菱叶萦波,风送花香,“绿水满池塘,点水蜻蜓避燕忙”“穿花蛱蝶深深见,点水蜻蜓款款飞”。蜻蜓点水,实际上是在水中产卵。看,一只有着绿色金属光泽的雌性闪蓝丽大蜻,扇动发达的翅膀,“振振有声”地飞到水面,倏然点水,只一闪,在水面晕开一圈涟漪,就把孩子生到水里。

蜻蜓卵孵化成的幼虫叫作水虿。暗褐色或暗绿色的水虿在水中蛰伏几年后,就蜕化成魅力无限的蜻蜓。水虿与优雅美丽而富有诗意的蜻蜓似乎风马牛不相及,水虿看起来像凶猛的外星生物。

“嫩绿堪裁红欲绽,蜻蜓点水鱼游畔。”在词人晏殊笔下,蜻蜓与小鱼在莲塘里相处得多么和谐融洽,然而,事实却截然相反。水虿的口器带有两个可以快速弹射的遍布锯齿的长钩,这对小鱼、蝌蚪、蝾螈和水生昆虫等小动物都是致命威胁。所幸蜻蜓是蚊子的死敌,成虫在空中捕食蚊子,而幼虫则在水里猎食孑孓。

美丽的蜻蜓不仅赏心悦目,还能消灭害虫,监测环境,提供仿生学灵感。蜻蜓是昆虫中的飞行之王、超级猎手,也是飞舞在夏日里的可爱精灵,自然美景中的娇娆点缀。我们爱蜻蜓!

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