列隊而行的松毛蟲

2007年春天，一場大規模的刺激性皮炎突然在比利時流行開來，被感染者因皮膚瘙癢和咽喉、眼睛腫痛而被攪得寢食難安。而在那年夏天，類似的流行病又在英國倫敦爆發，感染者不斷咳嗽抓癢。

經調查，導致這類流行病的禍首竟然是一種小毛毛蟲——松毛蟲。它們在空氣中大量散布有毒的、細而尖的毫毛，在刺入人的皮膚后，就會引起皮膚瘙癢紅腫，一些特別敏感的人還會產生嚴重過敏反應，甚至死亡。

奇怪的是，在松毛蟲的受害者中，其實有很多人并沒有真正觸碰過甚至見過它們，他們是怎樣被感染致病的呢？原來，松毛蟲生活在一個由上百條甚至更多兄弟姐妹組成的大家庭中，其“蟲口”密度極高。在有風的日子里，從毛蟲們身上掉下的、小得肉眼幾不可見的毫毛可以在1.6平方千米范圍內隨風飄蕩，有時甚至達到相當大的密度。

法布爾的轉圈毛蟲

其實，早在19世紀，法國昆蟲學家法布爾就對松毛蟲產生了極大的興趣。他發現，松毛蟲在行進時以一種頭尾相接的方式相互接觸，形成長可達6米的蛇形隊列。他問自己，如果對松毛蟲的隊列加以引導，讓它們首尾相接地形成一個封閉的圓圈，結果會怎樣呢？很快，他就有了答案：一隊松毛蟲爬上他花房里的一個花盆的邊沿，他驚訝地發現，這隊毛蟲鍥而不舍地轉了整整7天，直至最終因力竭而紛紛掉落，才從這個“死循環”中解脫了出來。法布爾將松毛蟲的這種轉圈行為歸結為一種“盲目本能”，他認為毛蟲缺乏“能夠讓它們選擇放棄的最基本的推理能力”。（法布爾是一位善于觀察的科學家，可惜的是，在他去世之后很久，人類才發現了信息素在社會性昆蟲群體行為中所起的作用。）

松毛蟲的轉圈行為真的源于“盲目本能”，還是另有原因？美國紐約大學生物學教授菲茨杰拉德著手進行研究。

菲茨杰拉德起初猜測，松毛蟲的列隊行為可能與它們分泌的某種目前尚未被發現的信息素有關。但是，當他將松毛蟲肚腹下的可能是分泌信息素的口子封住以后，卻發現它們仍然能夠形成并保持隊列，這表明列隊行為與信息素無關。他又猜測，松毛蟲形成并保持隊列可能與觸覺刺激，即毛毛蟲前后互相碰擦的接觸有關。為了證實這一點，他不得不犧牲了一條毛蟲——他將它的內臟取出，穿在小棍的一端，用來引導帶頭的松毛蟲，結果松毛蟲的隊列果然跟隨其指揮向任何方向移動。

菲茨杰拉德還做了一個實驗。他將一隊松毛蟲中的一條松毛蟲挑出來，松毛蟲隊伍即刻分成兩隊，后面那隊的新的領頭毛蟲因失去了跟隨目標而急劇地扭動身體，發狂般地尋找前面失去蹤影的毛蟲，但到最后它只得放棄，自己帶著后面一隊毛蟲向新的方向前進。

為了找到法布爾的轉圈毛蟲的答案，菲茨杰拉德將一隊松毛蟲引到桌面上，然后利用一個圓形屏障使松毛蟲形成首尾相接的圓圈。半小時后，他將圓形屏障撤除，讓松毛蟲可以不受阻擋地自由行動。如果法布爾的解釋是正確的話，那么這些松毛蟲將繼續轉下去，也許會再轉上好幾天，直至筋疲力竭為止。但事實上，它們只繼續轉了一小會兒（在菲茨杰拉德的多次實驗中，平均只有兩分鐘），然后就開始沿直線前進了。

那么，到底是什么原因讓松毛蟲在花盆邊沿轉了那么長的時間呢？一次，菲茨杰拉德在攀登古代巴比倫式寶塔“庫庫爾坎神廟”的91節臺階時，終于體會到了其中的奧妙。他發現，向上攀登石階比較容易，而下石階則會讓人感到害怕。法布爾的轉圈毛蟲可能就處于類似的困境之中，所以它們寧愿在相對安全的盆沿處轉圈，也不愿向下滑入陡峭而光滑的花盆側面。1913年6月，美國《紐約時報》上刊登了一則類似的毛蟲被困事件。在美國長島，一段鐵軌上突然爬滿了森林天幕毛蟲，它們在鐵軌上陷入了與法布爾的轉圈毛蟲類似的不上不下的困境，結果鐵軌上很快就布滿了數以百萬計的毛蟲，直到火車輪子滾動起來才結束了這難得一見的奇觀。

松毛蟲的一生

松毛蟲生活在歐洲南部、近東地區和非洲北部等較為溫暖的地方。每年8月初，松毛蟲的蛾子在松針上產下300個左右的卵。不久，松毛蟲幼蟲孵化出來了，并在數根松針之間建起簡單的絲網巢。在之后的幾個月里，幼蟲在棲息的松樹上不斷地棄置舊巢，集群體之力在樹枝間一次又一次地營建新巢，它們的這種游牧式的建巢行為一直延續到第二次蛻皮為止。

在完成第二次蛻皮后，它們開始建造一個結實的永久性絲巢窩，并在里面度過整個幼蟲期。永久性巢穴通常建立在離它們覓食的松樹較遠的地方，所以它們必須“列隊行軍”前往覓食，幾小時后吃飽了肚子再回到巢窩里。松毛蟲幼蟲的毫毛很柔軟，對人畜無害，但在永久性巢穴建立起來之后，它們柔軟的毫毛變成堅硬而有毒的剛毛，巢窩里到處散落著這種有毒的剛毛，巢窩也就成為它們抵御外敵的有效防御工事。

冬天，松毛蟲進入成蟲期。松毛蟲是冷血動物，人們可能會認為，它們在冬天會僵臥巢窩不動。為了搞清楚松毛蟲在冬天是否活動，菲茨杰拉德在松毛蟲巢窩的附近安裝了紅外線監視設備，以監測它們在夜間的活動情況。結果發現，松毛蟲在夜間照樣很活躍，直到凌晨溫度降到零下2攝氏度以下后，它們才開始僵臥不動。當清晨的第一道陽光照在它們的身上時，它們又暖和過來。

研究表明，松毛蟲是“冷昏迷溫度”最低的昆蟲之一。“冷昏迷溫度”指令生物停止一切活動的溫度。松毛蟲為什么會采取這種晝伏夜出的奇特行為？大概是為了避免在白天與天敵遭遇，因為它們的生物毒素并不能抵御所有的天敵。

對于松毛蟲來說，巢窩是一個安全的地方。除此之外，巢窩還起到另一個重要作用——在有太陽的日子里，巢窩能夠有效地收集陽光的熱量。菲茨杰拉德將一個熱敏傳感器放置在松毛蟲的巢窩里，測得巢窩在2月份的白天的最高溫度可達37攝氏度。因此，即使是在最冷的天氣里，由于巢窩的集熱作用，松毛蟲也能有效地進行新陳代謝。

3月初，松毛蟲列隊出發了，它們將開始一次聲勢浩大的長途行軍。它們一個跟著一個地下到地面，在地面展開成一條蜿蜒的行軍隊伍。然后，它們就出發了，一邊走一邊試探著地面的松軟程度，因為它們必須盡快找到一個合適的地方吐絲結繭。當找到一塊土質較松的地方時，它們就一個挨著一個地將自己埋進地下10厘米的地方，在地底下完成昆蟲的變形過程。它們選擇的時機非常合適，熱帶的夏天快到了，太熱的巢窩里已經不適合居住。松毛蟲在地底下慢慢化蛹。到8月，長成的蛾子破土而出。

松毛蟲的一生就是這樣：每年8月，松毛蟲的蛾子在松針上產卵，孵化出的幼蟲在所棲息的松樹上不斷地建巢棄巢。經過兩次蛻皮后，松毛蟲營建起一個牢固的永久性巢窩，松毛蟲有毒的毫毛可以有效地阻擋外敵入侵，巢窩在冬天還是一個可以遮風擋雨的好地方。到來年3月，松毛蟲離巢并尋找松軟的土地躲藏到地下，在那里吐絲結繭成蛹，經歷著形體的變化，最后長成蛾子，到8月份破土而出，開始新一輪的生命周期。

列隊毛蟲的危害

除了松毛蟲，世界上還有幾十種常見的列隊毛蟲。

在非洲西部，人們世代以一種阿納菲毛蟲為食，他們將毛蟲放在火上烤焦后食用。不過，少吃幾個也許無關緊要，經常食用就會引發嚴重的中毒癥狀，如說話困難、意識模糊、行走蹣跚以及渾身顫抖等。科學家近年來發現，列隊毛蟲體內有一種硫化酶會破壞人體內的維生素B1，引起維生素缺乏癥。1993年8月，非洲中西部國家尼日利亞伊卡萊的醫院里，70%的住院病人都是這種由維生素缺乏引起的季節性失調疾病患者。

最危險的列隊毛蟲是南美的洛諾米亞毛蟲。巴西有一位年逾七旬的老婦，她在將一只拖鞋套到腳上后突然昏迷，原來在拖鞋里藏了一只洛諾米亞毛蟲。老人被毛蟲毫毛蜇刺的左腳很快發炎感染，毒素侵入大腦，她于7日后死亡。由于森林遭到人類濫伐，毛蟲的天敵越來越少，人們被毛蟲侵擾的可能性越來越大。目前，研究人員已經開發出一種抵抗洛諾米亞毛蟲毒素的免疫血清，及時注射可挽救受害者的生命。

2005年，特立尼達島因一種列隊毛蟲的雌蛾為害而不得不關閉沿海石油鉆塔。成群的蛾子整夜在鉆塔處圍著燈光亂舞，蛾子腹部的針狀毫毛飄散在空氣中，散落到人畜的皮膚上，使人畜皆受其害。有時，一些寵物因好奇而去騷擾毛蟲隊列，結果導致舌頭潰爛。為了挽救它們的生命，獸醫不得不將潰爛部分切除。

越來越多的證據表明，澳大利亞的草原毛蟲是近年來母馬大批流產的禍首。母馬在列隊毛蟲爬過的地方吃草，很可能誤食毛蟲留下的有毒毫毛，從而導致腹里的小馬駒死亡。

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毛蟲的社會性行為

毛蟲的蛾子一次產卵可達數百枚，當幼蟲從卵中孵出后，大多數在整個幼蟲階段都會聚在一起，形成一個群體生活的毛蟲社會。研究表明，聚集在一起的毛蟲“兄弟姐妹”，在覓食、抵御肉食動物和寄生生物，以及筑巢搭窩等方面，都體現出社會性昆蟲的活動方式。

覓食

毛蟲的覓食方式有幾個顯著特點，有的毛蟲局限在小片區域內覓食，在整個幼蟲期都就近覓食。在一顆大樹上，它們的活動范圍通常是一根樹枝上的部分樹葉、整個樹枝或者附近的幾根樹枝。如果是一棵較小的樹或一株草本植物，則整棵樹或整株草都在它們的活動范圍內。有的毛蟲喜歡以游牧方式覓食，它們只在棲息地作短暫停留，經常在枝葉中從一處轉移到另一處。建立永久性的或者半永久性的棲息巢窩的毛蟲從窩里出發到遠處尋找食物，然后回到巢窩里休息。

毛蟲在覓食過程中補充新成員的行為是毛蟲合作覓食中最復雜的行為。毛蟲在覓食過程中會分泌一種叫做信息素的化學物質，以此來吸引同類擴充覓食隊伍，大的群體更有利于發現食物豐富的地方，這種行為與螞蟻和白蟻很相似。

抵御

毛蟲群體的社會性行為，有利于它們以集體之力抵御肉食動物和寄生生物的攻擊，這種抵御有可能是被動的，也有可能是主動的。在被動的防御中，被捕食動物挑中的任何一個個體都會影響到群體的大小，但任何一個個體也因為周圍有許多同伴而得到保護，這種機制被稱之為稀釋效應，而毛蟲毫毛產生的生物毒素則是它們最有效的主動防御武器之一。

當大批昆蟲聚集在一起時，用來嚇退敵人的警戒色顯得特別有效。作為群居動物的毛蟲也具備這種本領。毛蟲在顯示警戒色的同時，還伴以身體的劇烈動作和集體一致釋放有毒或難聞的化學物質的行為。研究表明，毛蟲群體可通過觸覺和視覺感知危險，它們可以覺察到黃蜂飛行時帶起的風聲，并以急速移動作出反應。受到驚擾的毛蟲的劇烈動作是一種警示危險的信號，這種信號會在毛蟲群體中迅速傳播開來。

筑巢

毛蟲還是修建巢窩的能手。毛蟲搭窩的材料主要是植物的莖葉，在枝葉搭成的窩外面再吐絲結網。與其他非群居昆蟲相比，毛蟲能用一些簡單的材料建成相對來說比較復雜的巢窩，它們以集體力量建造起來的巢窩具有多種功能。

毛蟲是一種依靠陽光來調節體溫的昆蟲。毛蟲集體建造的巢窩很寬敞，足以讓毛蟲們一起集體曬太陽，充分享受陽光給它們帶來的溫暖。毛蟲的窩還能留住部分陽光的熱量。巢窩外層細密的絲網就像一道屏障，可防止因空氣對流而形成的熱量流失，窩在巢窩里的毛蟲們就像生活在一個小玻璃暖房里一樣。有研究表明，由于邊界層效應和對流受到阻擋的原因，個挨個集體曬太陽的毛蟲的體溫顯然要比附近樹枝上曬太陽的落單的毛蟲的體溫要高得多。在沒有陽光照射時，利用代謝產熱，群居毛蟲的體溫也可比環境溫度高出好幾攝氏度。

毛蟲群體建立起來的巢窩在抵御捕食動物方面也起到十分重要的作用。毛蟲窩巢的絲網外層十分堅韌，即使是禽鳥和無脊椎動物捕食者也無法進入。像其他會建巢搭窩的生物一樣，毛蟲通常也只在夜幕降臨時才從巢窩里出來，這個時候鳥類和黃蜂都不活動了。那些建造簡易的巢窩的毛蟲，或者只以葉片作為遮擋藏身之處的毛蟲，往往都不能很好地抵擋天敵。