佟充
冬天來臨時,人們會穿上厚厚的羽絨服,黑熊養肥了膘躲到洞里去冬眠,松鼠提前儲備好了過冬的食物,燕子在秋天就遷徙到了溫暖的南方。那么,小小的昆蟲是如何應對寒冷的冬天的呢?
大部分昆蟲會留在原地過冬,不吃不動,就像睡著了一樣,這種現象稱為“越冬”。實際上,不吃不動只是表象,昆蟲在越冬前已經做好了充足的準備。它們在生理上會發生一系列的變化,來應對嚴寒帶來的體溫下降:
1.減少體內的水分。一般來說,昆蟲體內的含水量為70%~80%,分為自由水和結合水。自由水含量越高,體液越容易結冰,結合水則正好相反。昆蟲為了越冬,會盡量減少自由水,增加結合水。昆蟲在越冬前會停止取食,排泄出大量的食物殘渣,其中就包括一些自由水,這時候昆蟲體內的代謝仍然很旺盛,借助呼吸作用還可以蒸發一部分自由水。另外,昆蟲體內的一些自由水也會在生化反應的過程中轉化成結合水。
2.增加體內抗凍物質。昆蟲體內的抗凍物質包括小分子物質和抗凍蛋白。昆蟲體內的抗凍蛋白含量隨著季節的變化而變化,一般從秋季開始積累,冬季達到峰值,到了春季開始降低。另外,昆蟲體內含水量的降低也可能誘導抗凍物質的合成。
以生理變化抵御嚴寒是不夠的,昆蟲還會選擇溫暖避風的隱蔽場所來越冬,并在越冬之前儲備足夠的能量。安全越冬的場所需要滿足以下幾個條件:第一是溫度,向陽、避風的地方無疑是最好的選擇,如土壤下、磚石縫隙里、樹皮下、植物莖稈內和枯枝落葉下等,都能起到一定的保溫作用。第二是適當的環境濕度,濕度太低會使很多越冬昆蟲死亡且不利于來年的蘇醒。昆蟲蘇醒前必須吸收足夠的水分才能使身體得以恢復,而這些水分基本上都來自周圍土壤、空氣和植物的揮發。第三是隱蔽,昆蟲在冬天會處于生命活動的停滯狀態,沒有抵抗天敵侵襲的能力,因此找個隱蔽的地方避開天敵也非常重要。此外,為維持生命代謝,越冬前昆蟲會大量地取食,積蓄足夠的營養物質供越冬時的代謝消耗,為春回大地蘇醒時做準備。
多種多樣的越冬蟲態也為昆蟲安全過冬提供了保障。
以卵越冬的昆蟲會把卵嚴密地保護起來,保證卵能夠度過嚴冬。例如,螳螂在樹枝、籬笆和墻壁上產卵時,腹部先分泌出一層泡沫狀的黏膠,在黏膠上產一些卵,然后再分泌一層黏膠,再產一些卵,直至產完最后一粒卵為止。這些泡沫狀黏膠遇到空氣后會很快凝固,形成一個又硬又厚的卵鞘,稱為桑螵蛸。
以幼蟲越冬的昆蟲基本上抗寒能力都比較強。天牛的幼蟲一直生活在樹干里并在里面發育,不但蛀食木材,還在樹干里挖各種“隧道”。冬季,它們會用自己的糞便將洞口塞得嚴嚴實實的,保證寒氣進不去。成蟲也可在蛹室內越冬。
蛹和卵一樣,屬于不活動的蟲態。以蛹越冬的老熟幼蟲,就像知道它要經歷嚴酷的冬天一樣,如蝶類的老熟幼蟲會選擇遮風、避雨又溫暖的地方化蛹,并且蛹自身就有很強的抗寒能力,保護內部器官不受傷害。同時,大多數蝶蛹的顏色都與周圍環境的顏色相似,不容易被天敵發現。
以成蟲形態越冬的昆蟲壽命相對較長,它們先要度過漫長而寒冷的冬季,到來年春天才開始交配產卵。螻蛄的成蟲會鉆到地下約1米深的地方靜待春天的到來;蚊子會鉆到菜窖、雜屋或墻角等陰暗避風的角落里躲藏起來;瓢蟲有堅硬的外殼,抗寒能力較強,冬天來臨時,它們會鉆到石頭縫隙里、枯枝殘葉下或有腐爛物質的淺土中越冬。
社會性昆蟲如蜜蜂會以群體的形式生活在一起。任何時候蜂巢里都生活著卵、幼蟲、蛹及成蟲等所有蟲態的昆蟲。冬天,它們會躲在洞里,但不像其他昆蟲那樣不吃不動,而是享用提前準備好的過冬所需的食物。一年中的春、夏、秋三個季節,工蜂都忙著在花間穿梭,采集花蜜和花粉。為了養活蜂巢里的一大家子,它們不停地收集食物,因為在漫長的冬季,它們是采不到任何食物的,所有的蜜蜂都待在蜂巢里,大部分工蜂會密密麻麻地擠在外圍,形成一道保溫層,使蜂巢內部的溫度始終保持在35℃左右,其他工蜂還會一如既往地喂養蜂王和幼蟲。所以不管外面有多寒冷,蜂巢內部都是恒溫的。