序言
蛾類世界
記得是在20世紀(jì)70年代的一天,我路過學(xué)校一棟老舊的高層公寓樓。突然間我停下了腳步,心怦怦直跳。在磚瓦墻上,我認(rèn)出了楊裳蛾那不容置疑的三角形身軀。為了不嚇到它,我悄悄地靠近,并且極緩慢地伸出手,試著觸碰它那毛茸茸的背部。楊裳蛾拍動前翅,露出那通常隱藏著的鮮紅色的后翅,拼命地想嚇退我。當(dāng)我再次觸碰它時,它便快速移動到更高處,隨即收起翅膀,又變身為白楊樹皮的一道疤痕。
植物作為飛蛾幼蟲的食物,與飛蛾總是緊密關(guān)聯(lián)著。哪種植物會在哪里生長是由許多因素決定的,包括地理學(xué)、演化歷史、土壤成分,乃至陽光和水。不同的陸塊上分布著不同的飛蛾群落,但無論是在熱帶雨林還是在荒漠中,飛蛾都帶著與其所屬棲息地相關(guān)的特殊印記。根據(jù)棲息地與地理位置的不同,飛蛾也會與許多其他生物發(fā)生交互作用,大到如灰熊,小到像病毒,都存在這樣的互動。
在本書中,首先會介紹飛蛾從卵變?yōu)槌上x的四個發(fā)育階段,以及它們在不同環(huán)境下的生物學(xué)特征和行為習(xí)性;然后,書中的文字將帶著你去冒險探索,了解在熱帶森林、草原、荒漠、苔原等諸多廣闊的棲息地上發(fā)現(xiàn)的飛蛾實(shí)例。某些特殊的飛蛾經(jīng)歷了有趣的適應(yīng)現(xiàn)象,占據(jù)了水域環(huán)境并把其作為棲息地,并且讓人感到意外的是,部分種類的飛蛾還可以在水里完成生長發(fā)育歷程;還有一些飛蛾居住在樹懶的毛發(fā)中,有些則會吸食鳥的淚液,甚至有些飛蛾的幼蟲還會捕食小蜂或水中的軟體動物……飛蛾的神秘世界真是超乎想象!
飛蛾是具有移動能力的生物,許多種類的飛蛾能在不同的棲息地之間活動尋找蜜源,或是尋找可供它們產(chǎn)卵的植物。甚至,有些飛蛾會進(jìn)行季節(jié)性遷移,有些則像我們?nèi)祟愐粯颖容^靈活,并在它們所處的地理范圍內(nèi)形成了專門適應(yīng)其棲息環(huán)境的不同的種群。這些都是特殊案例而非普遍現(xiàn)象,我希望通過展示這些作為各自生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的組成部分的飛蛾,幫助人們評價鑒賞這些物種,了解它們在環(huán)境中所扮演的角色。如今,自然棲息地正以前所未有的速度消失,并為人類創(chuàng)造的棲息地所取代,也因此,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)棲息地類型與棲身其中的獨(dú)特物種之間的關(guān)聯(lián)性變得至關(guān)重要。也唯有通過保護(hù)棲息地,我們才能保護(hù)那些棲居其中的珍貴物種。
什么是蛾?
蛾作為古老的鱗翅目昆蟲,其演化過程一直與植物緊密地聯(lián)系在一起。大約在1.3億年前,開花植物大量出現(xiàn),與此同時蛾類也發(fā)生了多樣性的分化。然而,早在2億年前(比開花植物興起時期早7000萬年)就已出現(xiàn)的裸子植物,在蛾類的起源與物種形成中扮演了重要的角色。
蛾的起源
近年,研究人員在德國發(fā)現(xiàn)了一個約2億年前的蛾類化石,這一發(fā)現(xiàn)使得鱗翅目昆蟲的可能起源時間再次往前追溯,并由此產(chǎn)生了一個假說:在侏羅紀(jì)時期,開花植物出現(xiàn)之前,蛾類便已經(jīng)發(fā)展出具有吸吮功能的喙,用來啜飲植物未成熟種子先端潮濕的水珠,當(dāng)時的植物類似現(xiàn)今的針葉林。這種喙是下顎的左右兩個外顎葉互相嵌合形成的一個管狀器官。經(jīng)過漫長而持久的演化,喙成了大多數(shù)蛾類(并非全部,極少數(shù)蛾類仍然保留著具有咀嚼功能的口部)與蝴蝶區(qū)別于其他昆蟲的標(biāo)志性口器。
蛾或石蛾
與蛾類親緣關(guān)系最近的昆蟲是毛翅目(Trichoptera)昆蟲,統(tǒng)稱石蛾。毛翅目昆蟲同樣在侏羅紀(jì)早期便已經(jīng)開始演化發(fā)展并且與鱗翅目昆蟲一起被歸至類脈總目。兩者有一些相同的特征,例如幼蟲都會吐絲但也存在著巨大的差別:蛾類的翅膀上覆蓋著鱗片,而石蛾的翅膀上則長滿了毛。
蛾與蝶
人們常常想弄清楚蝴蝶和蛾類到底有什么關(guān)系,但最后可能會驚訝地發(fā)現(xiàn)其實(shí)兩者并沒有什么太大的區(qū)別。大約在1.1億年前,蝴蝶由鱗翅目當(dāng)中某一昆蟲演化而來,而這一古老的昆蟲是蝴蝶和蛾類共同的祖先。在將近130個科的鱗翅目昆蟲當(dāng)中,蝴蝶僅占了8個科。簡單來說,蝴蝶只是蛾類演化樹上的一個分支。根據(jù)鱗翅目昆蟲的遺傳分析結(jié)果,羽蛾科(Pterophoridae)可能是與蝴蝶親緣關(guān)系最近的類群。有些蝴蝶跟蛾類一樣常在夜間活動,例如許多弄蝶和美洲絲角蝶[絲角蝶科(Hedylidae),或稱喜蝶科]。另外,也有許多蛾類是日行性的,而日行性這一習(xí)慣在蛾類的演化史中至少已經(jīng)在不同類群中獨(dú)立演化了30次。
生態(tài)上的重要性
相較于蝴蝶,蛾類的演化歷史更為悠久,且由于經(jīng)歷過更加多樣的棲息環(huán)境和生存條件,它們在形態(tài)和生活方式上也更加多樣化。盡管一些蛾類的幼蟲因啃食農(nóng)作物被冠以害蟲之名,但大多數(shù)蛾類與它們所在的生態(tài)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)保持著平衡的關(guān)系,并且扮演著至關(guān)重要的角色,例如傳粉者,或是成為某些脊椎動物的食物。許多蛾類跟它們的宿主建立了相互依存的親密關(guān)系,它們幫助植物的花朵傳粉,無論缺少了哪一方,兩者都將無法生存下去。正如同這本書所揭示的,蛾類在各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。
蛾的分類
地球上數(shù)百萬種動物當(dāng)中,有三分之二是昆蟲,其中鞘翅目(甲蟲)的種類最多,其次是鱗翅目(蝴蝶與蛾類)和膜翅目(螞蟻、蜜蜂、各種胡蜂及寄生蜂等)。這三個目所包含的物種數(shù)量加起來占了所有昆蟲物種數(shù)量的一半以上。
在鱗翅目昆蟲當(dāng)中,就種的數(shù)量來說,蛾遠(yuǎn)超過蝶,兩者的數(shù)量比例至少是8:1。分類學(xué)家一直試著要將動物進(jìn)行分群,置于不同的分類階元(例如科或?qū)伲⑶蚁M@樣的分類階元是單系發(fā)生的(由一個祖先及其所有后代組成的類群)。蛾并不是一個特定的分類階元,然而蝶卻符合為什么呢?這是因?yàn)榘?個科的蝶類是蛾類的一個分支,該分支是一億年前在蛾類演化樹中由單一祖先進(jìn)化出來的。
全世界大約有15萬種蛾類,它們被分為120多個科,每個科又被細(xì)分成不同的亞科和屬。在現(xiàn)今DNA分析的輔助之下,我們對蛾類演化歷史有了更深入的了解,250年來積累的形態(tài)學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的蛾類分類正不斷變動、更新。目前大多數(shù)大型蛾類,如大蠶蛾科(Saturniidae)與天蛾科(Sphingidae)都已經(jīng)被描述,更多的物種多樣性描述工作仍在持續(xù)進(jìn)行,特別是針對那些正在快速消失的較小型以及熱帶的蛾類。
蛾的一個科可能很小,也可能非常龐大。舉例來說,樺蛾(Endromis versicolora)所屬的樺蛾科(Endromidae)僅包含30個物種;而裳蛾科(Erebidae)則包含了上萬個物種,這些物種又分屬于不同的亞科,例如燈蛾、苔蛾和黃蜂蛾所屬的燈蛾亞科,裳蛾與其近緣類群所屬的裳蛾亞科,以及毒蛾亞科的各種毒蛾。即使是同屬一科的蛾類,彼此的外貌特征也可能非常不同,并且可能有著非常多樣化的生活方式,但它們都可以憑借一些較為穩(wěn)定的形態(tài)特征(例如翅脈相)被統(tǒng)歸類在一起。
生活史
卵與產(chǎn)卵
蛾類的產(chǎn)卵習(xí)性依種類而不同,有的一次僅產(chǎn)一顆,有的一次產(chǎn)上千顆的卵。產(chǎn)下的卵有時會黏在寄主植物表面,有時則會插入寄主植物內(nèi):也有些雌蛾會從空中拋投產(chǎn)下卵粒。不同種的卵粒形狀也各不相同,有的卵是標(biāo)準(zhǔn)的球形,有些則形似蛋糕、飛碟或足球。蛾類的卵可能是白色、透明或極鮮艷的顏色,它們必須是不顯眼的或采用色彩隱蔽策略,以此來躲避捕食者。有些卵還必須要能抵抗從嚴(yán)寒、降雨到極高溫等多種環(huán)境壓力,保護(hù)未來將發(fā)育成蛾的這個直徑不到1毫米的精巧嬌弱的胚胎。
巧妙的建筑構(gòu)造
我們或許會驚嘆于土耳其圣索菲亞大教堂那獨(dú)特的穹頂與拱門,認(rèn)為它們是無與倫比的古代建筑的典范,但其實(shí)2億多年來,蛾類一直都是這種建筑結(jié)構(gòu)藝術(shù)的大師。當(dāng)雌蛾卵巢中的卵泡細(xì)胞開始生成卵子時,未來將形成卵殼的蛋白質(zhì)便排列成扁平的螺旋狀,這一結(jié)構(gòu)被稱為螺旋體。最終卵粒的卵殼將由內(nèi)外兩個部分組成:外層是堅固但質(zhì)地輕巧的支撐結(jié)構(gòu),稱為外卵殼;內(nèi)層則為具有透氣結(jié)構(gòu)的內(nèi)卵殼。
和鳥類的卵一樣,蛾類的卵粒也包含一個卵細(xì)胞,雌蛾將精子與正在形成的卵細(xì)胞分開儲存在一個叫交配囊的特定囊狀構(gòu)造中,待卵細(xì)胞與精子結(jié)合受精后卵粒才會被產(chǎn)下,在卵殼里面,胚胎被一層膜和一層蠟質(zhì)所包圍保護(hù)。和魚卵很像,蛾類的卵也具有一個開口,稱為受精孔,精子即是通過此孔進(jìn)入使卵受精。
保持氣體的供應(yīng)對胚胎來說至關(guān)重要但不會影響安全性。一般來說,卵殼表面都會有額外的開口,稱為氣洞,空氣可以通過氣洞進(jìn)入卵殼,并分布到內(nèi)卵殼的氣囊中。有些水生的螟蛾,例如褐斑塘水螟(Elophila nymphaeata),它們的卵可以依靠卵內(nèi)的空氣存活,或者更可能是依靠吸收被黏膜所捕獲的空氣中所含的氧存活,而這些黏膜也是將卵固定于水下植物表面的物質(zhì)。當(dāng)蛾類的卵被水淹沒,一般陸生蛾類的卵會通過降低新陳代謝率并依賴貯存在氣室中的氣體生存一段時間,或依賴被卵壁表面刻紋結(jié)構(gòu)所捕獲的空氣而存活。