昆虫世界和人类社会

时间:23-12-24 网友

昆虫世界与人类社会

昆虫属:真核域 ,动物界 ,节肢动物门 ,昆虫纲 。

人属:真核域 ,动物界 ,脊索动物门 ,脊椎动物亚门 ,哺乳纲 ,真兽亚纲 ,灵长目 ,人科 ,人属 智人种。

昆虫的基本特征:

体躯分为头、胸、腹3段,2对翅膀,3对足。昆虫是无脊椎动物中唯一会飞的动物。

地球大约诞生在46亿年前(宇宙年龄约为130至140亿年)。在地质学上,根据生物的发展和地层形成的顺序,把地壳的发展历史划分为若干个自然阶段,叫做地质年代。“宙”、“代”、“纪”、“世”分指地质年代分期的第一级、第二级、第三级、第四级。地质年代分期的第一级是宙,分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙

冥古宙:就是地球刚刚形成,生物(指数量比较多的生物,不特指最早出现在数量较少的原核生物——细菌)还没有出现的时期,距今约45.7亿年到38.0亿年前。

冥古宙按先后顺序又分为:隐生代、原生代、酒神代、早雨时(海)代。

隐生代:地球刚刚形成的时期,大约距今45.7亿年到41.5亿年前,在地球上,还没有生物(包括最早的原核生物和真核生物,细菌也没有出现)出现的一段时期

初生的地球,在围绕太阳不断地旋转和凝聚物质的过程中,由于本身的凝聚、收缩和内部放射性物质(如铀、钍等)的蜕变产生了热,温度不断增高,其内部的温度甚至于达到了炽热的程度;于是,初生的地球上的重物质,就沉向了内部,形成了地核和地幔;而较轻的物质,则分布到了表面,就形成了初生地球的地壳。 初生的地壳非常薄,而地核的温度又很高。因此,初生地球上的火山就不断爆发,从火山喷发出来的气体,又构成了地球的大气层。当时的大气层的主要成分是氨、氢、甲烷、水蒸气。水是原始大气层的最主要成分,原始的地球的地表温度高于水的沸点,所以,当时地球上的水,都是以水蒸气的形态存在于原始大气层中。当时,地球的地表在不断地散热,温度下降,水蒸气就又被冷却,还原成了常见的水的形态。

又过了一段漫长的时间,地球内部的温度逐渐降低,地面温度终于降到了水的沸点以下,于是倾盆大雨从大气层中回到了地表,并在地球表面的低处不断的汇集,就形成了当时地球上的江、河、湖和海洋。

三、昆虫的超级进化

目前所知的昆虫,最早出现于古生代的泥盆纪(弹尾虫)。在进入中生代前又出现多种昆虫,而且大致已具备了现有的体形。因此,进入新生代后,尽管哺乳类等脊椎动物有着明显的进化、演变,昆虫的身体却已不再发生明显的变化。

现今已知的昆虫达180万种,占整个动物种类的75%~80%;据昆虫学家的估计,若更详细地调查昆虫的种类(尤其在热带雨林),将高达数千万种。

那么,经过近四亿年的进化过程,昆虫为什么能得天独厚地昌盛繁荣?其原因虽多,但主要是因为它们在进化过程中,经过以下的三大革命性阶段。

第一阶段:获得翅膀。昆虫的大祖先弹尾目是没有翅膀的,但到了石炭纪初期,已出现具有翅膀的蜻蜓、蜉蝣的祖先,虽然它们的翅膀构造较简单,只能向一侧伸出或向上方竖立,但在翼龙、鸟类未出现的古生代,它们得以在没有竞争者的空中,自由自在地飞翔,扩展生活范围。

第二阶段: “新翅类”出现。新翅类昆虫的翅膀构造渐趋复杂,停止不用时翅膀可向后方折叠,以防破损。最早出现的新翅类昆虫是蟑螂之类,后继出现的蝉、椿象之类,也具备如此功能的翅膀。除蜻蜓、蜉蝣以外,所有的有翅昆虫都属于新翅类。

第三阶段:完全变态类昆虫出现。

在第二阶段中出现的蟑螂、蝉、椿象,是自卵孵化为若虫,经过数次蜕皮长大,再经最后一次蜕皮后变为成虫(卵→若虫→成虫),发育期间并未经过蛹的阶段,叫做“不完全变态类”。

但此后出现另一类昆虫,若虫长大到一定程度后蜕皮化蛹,经过蛹期而羽化变为成虫(卵→幼虫→蛹→成虫),也就是所谓的“完全变态类”昆虫。由于完全变态类昆虫的若虫,具有与不完全变态类的若虫完全不同的特征,为与之区分,称之为幼虫。

最早出现的完全变态类昆虫,是草蛉、姬蛉等脉翅目昆虫,以后再出现甲虫、蝶、蚁、蜂、蝇等我们较熟悉的昆虫。完全变态类的昆虫,在幼虫期的身体构造适合取食而发育,在蛹期又能完全改变身体外观及内部构造,变成适合繁殖活动的身体,如此功能上的分工合作,使它们更能发挥高效率的生殖能力,进而建立繁荣的基础。

四、向空中发展

生物开始陆栖生活,乃四五亿年前之事,此后往空中发展,只花了一亿年。相较于最早在水中诞生的生命体,从水域迈向陆地生活,花了约三十三亿年,如此看来,昆虫向空中发展可说是相当地迅速。

在石炭纪,由于当时大气中氧气浓度升高到接近现今的程度,诱发昆虫首次向空中发展,当时森林中便能见到古蜻蜓飞翔;不过,到了约两亿年前,氧气浓度又降低到只有现在的五分之一,遂中断了昆虫向天空拓展的事业。

与爬行方式比较,在同一时间内,飞翔所消耗的热量是爬行的几十倍,因此需要更多的能源—糖分与氧气,这也就是大气中氧气浓度的升高,成为诱发物种向空中发展的主因。

从另一角度看,飞翔可大幅缩短移动时间,移动同一距离时所需的总热量,和爬行比较,节省不少;因此,飞翔被认为是昆虫为了方便在森林中移动而进化的。

动物们第二次向天空发展,起于氧气浓度再升的侏罗纪至白垩纪。此时氧气浓度升高到现在的1.5倍,天空中出现了翼龙、始祖鸟,昆虫更是大规模地往空中发展,它们的飞翔用肌肉更为发达,逐渐超越了过去的滑翔式飞翔,而发展出利用升扬力的飞机型飞翔方式,从此,在即使缺乏上升气流的大气中,也能自由决定飞翔方向了。

第一章

一、植物王国的崛起

除了少数以昆虫为食的食虫植物外,多数昆虫直接或间接以植物为食;此外,传播花粉的蜜蜂、花虻等,长期以来还与植物建立了共生的关系。因此,认识植物的进化,对了解人虫大战的战况演变,绝对必要。

据推测,四十六亿年前,地球形成后,经过六亿年大致完成地壳构造,才诞生所谓的生命体。此后漫长的三十亿年岁月,是嫌气性细菌占据地球的时代,此时空气中氧气浓度大约只有现在的万分之一,它们只能生活在海洋中。不过,由于嫌气性细菌进行光合作用后,排出的氧气蓄积于大气,逐渐制造出代谢效率较高的好气性细菌(蓝藻类)。虽然这些生物的细胞还不具细胞核,但到了十八亿年前,开始出现具有细胞核的真核生物,接着又出现由两个以上细胞构成的多细胞生物。

此时出现的多细胞生物,以后走上细胞外围坚化与柔软化的两条演化途径,前者后来进化为植物,后者变成动物。植物型多细胞生物,随着细胞分裂而增殖的新细胞贴附于原细胞周围,细胞数增加后,外观的变化虽大,但体内的基本构造仍维持单纯。到了五亿四千万年前的寒武纪初期,由于大气中的氧气浓度已提升到与现在略同.引发多种动、植物的陆续出现。

到了四亿年前的奥陶纪,脊椎动物的祖先出现,多种植物也开始登陆,原来没有生物的陆地自此逐渐被盖了绿色植物。到了木质羊齿植物形成巨型森林的石炭纪,裸子植物也开始出现。

现在我们使用的煤炭,就是由此时期的羊齿、裸子植物的化石所形成,从这里可以看出当时森林的规模是如何的庞大。巨型羊齿植物在二叠纪的“大灭绝期”中消失,后起的苏铁、银杏、针叶树等,从二叠纪后期至白垩纪中期进入繁荣期,因此该时期又有“裸子植物时代”之别称。

三叠纪开始出现的被子植物到了白垩纪后期也急速繁荣,形成“被子植物时代”。早期出现的多种被子植物后来都已绝迹,但新生代出现的被子植物仍呈现在我们面前。

裸子植物大都为风媒花,随着被子植物的进化,虫媒花占的比率愈来愈大,由于虫媒花利用昆虫的吸蜜习性与飞翔能力,正确地把花粉送到同种另一朵花的雌蕊上受精、结实,因此,第三纪是植物、昆虫建立起密切关系的时代。

现今温带地区见到的煤矿,就是由七千万至八千万年前的第三纪初期繁荣的植物所形成的,其中不难发现樟树、杨梅等暖、亚热带植物的化石。由此可知,当时的气候很温暖,使亚热带植物也能在高纬度地区繁荣,甚至形成大森林。不过此后温度又逐渐下降,虽然在大约四千万年前,温度曾回升一段时期,但后来再度下降,进入第四纪的冰河时代。

二、植物与昆虫的初次交手

现今的多种花粉传播昆虫中.最早出现的是甲虫类,甲虫早在二亿八千万年前的二叠纪就已出现,并在侏罗纪繁荣,但靠虫授粉的被子植物却是在一亿年后的白垩纪才出现

先从与金龟子有亲缘关系的黑艳虫、锹形虫谈起吧!它们的幼虫以朽木为食,较接近祖先型甲虫的长扁虫也以朽木为食。后来为了提高消化效率,才开始取食腐殖质,之后,部分甲虫又把食谱转移到腐殖质上的菌类,发展出特有的生活方式,因此现今在菌蕈上仍能看到包括甲虫在内的多种昆虫。

虽然真菌的营养价值尚佳,但腐殖质的营养成分却不多,因此多数昆虫又把生活场所移到营养价值较高的其他动物的排泄物、尸体上,或直接捕食其他小动物。其中,转移食性最大宗者,是以活体植物为食物的植食者,在侏罗纪末期,随着大气中氧气浓度的上升,多种昆虫发展出机动性的翅膀,提高了飞翔功能,而此时也刚好是被子植物的出现期。

被子植物与裸子植物最大的差异,就在心皮与胚珠的位置。裸子植物胚珠裸露在外界,故有裸子植物之名;但被子植物的胚珠被心皮包住,受到保护而不外露,雌蕊由此伸出外界,藉由授粉动物的活动,附在雌蕊顶端的柱头上的花粉,从雌蕊的柱头伸出的花粉管,到达胚珠,如此完成被子植物的受精。

裸子植物与被子植物的另一大差异是,前者为风媒花,后者则是虫媒花。风媒花利用方向不定的风授粉,必须生产大量的微小花粉,才得以随风飘扬,因此森林中多种植物的花粉经常混在一起,再着落于各种植物的柱头上,导致裸子植物的受精率总是偏低。

再看被子植物,给予授粉昆虫适当的报酬,强化它的授粉动机,再加上被子植物的花朵依种类不同,发展出特有的形状、色彩、香味等,让授粉动物能辨别其特征,正确地将花粉送到同种的不同花朵上,受精率自然提高许多。由于得助于授粉昆虫的积极活动,被子植物出现后很快便形成森林,植物种类也增加到裸子植物时代的三倍,而且随着被子植物的进化及繁荣,昆虫世界也产生了很大的变化,出现了另类多群的昆虫,其中之一便是膜翅目,也就是蜂类。

就像叶蜂,原始型的蜂类是以植物的茎、叶为食物的植食者;但到了白垩纪初期,出现了捕食其他昆虫的狩猎蜂;至白垩纪中期,又出现了花蜂。花蜂取食花粉与花蜜,完全依赖被子植物维生,在八千万年前的化石中,竟发现无针花蜂的工蜂,由此可知,在八千万年前的白垩纪,花蜂类即已进化到经营社会性生活的阶段了。不仅膜翅目如此,另一种代表性授粉昆虫—蝴蝶,也是因为被子植物的出现而进化形成的昆虫。

一、永远的昆虫克星
三、鸟类

例如,水中有不少淡水鱼以昆虫为食物,陆上的青蛙、蜥蜴也是有名的食虫性动物,而哺乳类动物中也有食虫目动物,灵长目动物的祖先就是由食虫目进化来的,哺乳类动物中,除了我们熟知的食虫目、蝙蝠等捕食昆虫外,在古代人类的排泄物化石中,也发现不少昆虫的遗体,显示当时的人也把昆虫当做主食之一。

不过,昆虫最大的敌人还是比昆虫晚一亿多年出现、但与昆虫同样拥有翅膀能飞翔的鸟类。

据古生物学研究,具备明显鸟类特征的最早化石,被发现在约1.6亿年前的侏罗纪 。虽然翼龙也有翅膀,但翅膀没有羽毛,只是被盖薄膜,身体构造反倒类似现今的蝙蝠。在恐龙中,最先具有鸟类特征的是始祖鸟,生活在距今约1.55亿到1.5亿年前的侏罗纪晚期 。它有乌鸦大小的身体、具备多枚锐齿、羽毛翅膀和长尾巴,从翅膀构造推测,它的飞翔能力还不够高明,可说是鸟类的元祖。

二、尔虞我诈的虫鸟大斗法

现今已知的鸟类共约一万种,与昆虫相比,虽不到它的1%,但鸟类出现后,不仅和昆虫同在陆地、淡水水域扩大活动范围,更进出昆虫未能征服的海域。

燕雀类是昆虫最大的克星,例如在美国常见的一种白头翁近缘种,平常取食植物的果实、种子及小型动物,属于杂食性鸟类,其中动物占总食物的30%,以昆虫为主。它和麻雀一样,到了育雏期,会以蛋白质含量较高的动物为主食,来养育小鸟。据一次就130只白头翁雏鸟的解剖结果显示,在整个胃内容物中,绿草、果实、种子等植物质只占6.4%,砂粒占4.3%,以昆虫为最大宗的节肢动物占了89.3%。

最常见的就是保护色和伪装的战术。昆虫的欺敌战术并非全然消极逃避,有时它们也会运用恐吓手段,吓退敌害。由于虫食性鸟类体形多半较小,它们也得面临鹫、猫头鹰等体形较大天敌的威胁,因此有些昆虫遇到小鸟攻击时,会忽然展开翅膀,展露像猫头鹰眼睛的斑纹,利用小鸟突遇猫头鹰的恐惧心理,来吓退小鸟。

瓢虫、桦斑蝶体内则含有异味或有毒物质,令鸟类拒食,为了表明自己并非合适的猎物,它们还会特别以明显的体色,即警戒色来警告对方。更特别的是,有些昆虫虽然本身并不含忌避物质,却能借用其他种昆虫的警戒色,拟态为不适食用的昆虫。

第四节 新一代的挑战者—人类

人类在动物分类学上属于哺乳类灵长目中的一种,哺乳类大约是在2亿年前的三叠纪末期,从某些爬虫类中分化出来的;获得恒温性,得以改善身体条件以适应生存环境。哺乳类动物的祖先在其发育之初的胎儿期,透过母体胎盘取得呼吸用氧气、营养物质,并排出代谢物质,对母体而言,形成了寄生性动物的特殊发育形式。

虽然当时是恐龙的繁荣期,但恐龙并不具攀树能力。为了躲避天敌,部分原始型哺乳类动物,在7千万至6千万年前的第三纪初期,把生活场所移到树上,开始树栖性生活,并以树果、幼茎嫩叶为主要食物。

由于必须上下树干、捉紧树枝、支持身体或捕捉食物,为了行动方便,原有的钩状指甲,逐渐变成如我们手指上的扁平型指甲;为了跳跃于树间,必须正确测定树枝间的距离,因此宁愿牺牲广大的视界,靠拢左右两眼,使视觉适应树栖活动。这就分化出灵长目祖先。获得树上生活的安全后,部分夜行性的灵长目祖先,将活动时段移到白天,这就是真猿类的起源。

在无天敌又少竞争者的双重条件下,树上生活的灵长目得以迅速繁衍,也因此引起了同种之间生活资源的竞争。为了在竞争中求胜、存活,它们开始经营共同生活,现今多种灵长目的社会生活及社会秩序,便是由此开始,而这也是人类社会生活的原型。

到了第三纪中期的始新世(约5千万年前),已出现阔鼻猿类,再过约一千五百万年的渐新世初期,在较进化的狭鼻猿中出现了祖先型的类人猿—森林古猿

到了中新世(约2200万年前),出现类人猿与人类的共同祖先;在类人猿中,体形较小的长臂猿,至今仍过着树栖生活,而其他身体向大型化演变的类人猿,已不太适合树上的生活,改用两脚步行,再度下到地面,开始地上的生活。南方古猿(300~400万年前的上新世 )是可以完全直立行动的猿人,虽然大脑平均容积只有现代人的三分之一(450毫升),但似乎已能制作并使用多种石器与骨器,用以狩猎草原上的动物。不过对于身高只有120厘米的矮小猿人来说,要狩猎行动敏捷或大型的猎物并非易事,它们多半利用猎物休息或到河边喝水、疏于警戒时才攻击,可见它们已具备熟悉动物生活习性的能力。

此外,在这些矮小猿人的化石处,同时也发现带有伤痕的狒狒头骨,从产生外伤的方向分析,95%是由这些猿人的右手所致,只有5%是被左手打伤,从这里可以看出它们左、右手使用的比例,这与现代人使用左、右手的比例完全符合。这些矮小猿人生活在自中新世后期至90万年前的洪积世前期,最后受到直立原人(第四纪更新世早期,距今约180 ~ 30万年前)的压迫,也走上了灭绝之路。

我们较熟悉的北京原人、爪哇原人都是直立原人,严格地说,这时期才是人类现身地球的伊始。由于直立原人已能使用火,具备烧烤肉的技术,因此得以高效率地消化.取得肉中的脂肪、蛋白质;此外,烤烧过程中杀死寄生虫、病原菌,也大幅改善生活质量并降低死亡率。

更值得一提的是,火的使用,辅助他们从原来的热带、亚热带地域,转向北方扩大生活范围,也使他们不再完全依赖岩窟、洞穴为住所;此时原人的身高已达150厘米,更利于狩猎。此外,火带来的另一优点是,可用来驱赶长毛象等大型动物,进行围猎。

北京原人生活的时期,应在第四纪的贡兹(Günz)冰河期(100万年前)与民德冰河期(40万年前)之间,此时亚洲大陆盛产水牛、野猪、獾等热带系动物,加上老虎、棕熊等北方系动物,猎物应该充足。但直立原人后来为何消失,至今仍不详。当民德冰河期结束时,出现了尼安德特人(更新世晚期,30万~10万年前)与其后的克罗马侬人(更新世晚期,距今约4万~3万年前直至现代)。

在长达30多万年的旧石器时代,人们过着狩猎、渔捞、采集野生植物的生活,也制作多种“打制石器”。另依各地域不同的生活条件,出现各地特有的文化。到了距今10万年前的第四冰河期,沃姆冰河期终止,进入旧石器时代后期,此时现代人(克罗马侬人)已然取代尼安德特人的地位,骨角器、标枪、纤维等利具陆续被开发出来,也出现深具艺术价值的洞窟壁画;距今1万年前,也出现了根栽式的原始农业(利用半野生果树、薯芋、香蕉、面包树等)。

与昆虫的进化过程和繁荣情况相比较,严格说来,现代人的出现顶多才有5、6万年,由此可见,昆虫本是先住民,人类不过是后来闯进昆虫世界的众多种“动物”之一。

(1日)凌晨零时地球上出现了最早的生命体

(3日)中午12点钟(4亿年前)原始型昆虫出现

(3日)下午2点钟,蟑螂的祖先出现

(3日)深夜的11点59分58秒时( 5、6万年前)现代人出现

(4日)凌晨零时是现在

二、与昆虫的第一次温柔接触

无论如何,在人类出现以前,这些昆虫是依赖其他动物而生活的。例如现今鸟类或其他哺乳类动物的窝巢中,也能发现多种昆虫。由于寄主动物多有夜出日归或日出夜归的习性,昆虫蛰伏于此,一天中有一半的时间可以接触寄主动物,取得营养。

此外,寄主动物多在荫蔽处筑巢,对昆虫来说,这是环境变化较少的稳定处所,加上巢窝中常有脱落羽毛、皮屑等,也是可以利用的食物,当寄主动物养育雏鸟、幼兽,它们柔软的皮肤,更成为某些昆虫吸血啮食的对象。

再谈动物的筑巢场所。动物为了遮风避雨,往往利用天然洞穴造巢,于是洞穴也成了这类昆虫的栖息地。大型哺乳动物居住的洞穴,也同样适于原始人类栖居,当原始人进驻这些动物洞穴时,原住的昆虫便将生活场所从原来的哺乳动物身上转移到人体,这是不难想象的。此外,当人们解体猎物时,昆虫也有可能从猎物尸体转移到人体。以毛皮做衣服时,昆虫也会经由动物毛皮来到人的身上。

可以确定的是,马、牛、羊、猪、鸡等这些现在主要的家畜、家禽类,大约在公元2000年前便已完全驯化而为人所用。

6000年前北非出现以谷类、豆为主的农耕文化,扩展到中东、地中海东岸后,开始出现麦类的栽培,当时使用的农具以锄头为主;并且似乎已进步到饲养羊、山羊的半牧半农方式,但此时还是只让羊、山羊取食杂草,利用其排泄物为肥料,取其肉食用的阶段。不久,饲养的家畜中又增加了牛,农耕方式至此才有了显著的改进。

公元前2000年,在中东、埃及等地,已饲养大量的肉用鸽子,当时的巴比伦甚至有“鸽都”之称;而公元前500年的中国商代,已使用信鸽作为皇帝与地方官员通信用。

其实羊、牛与人类的接触,还可追溯到更早。在中东一处人类住过的洞穴中,发现大量8500年前的羊骨头;在西班牙北部的阿尔塔米拉地区的洞穴,发现被认为是12000年前的野牛壁画,虽然牛畜的驯化应是新石器时代的事,但画中的牛描绘得甚为正确且生动,有人揣测当时或许已零星开始饲养牛畜并作近距离的观察,不然怎能画出如此鲜活的壁画。

在古埃及第十一王朝(约4000年前)的首都所发现的木板上面雕着人、牛同住一处的情形,其实像这样人畜同住或比邻而居的现象,在今日某些地方仍看得到。这样的生活,提供了以家禽、家畜为寄主的昆虫与人类接触的机会,也因此出现了以牛与人、猪与人,或鸡与人为共同吸血对象的蚊子;至于传播鼠疫的跳蚤,也是因为鼠类与人类同处一所后,才成为传播者的。

三、农耕生活引爆人虫大战

人类发展初期,粮食的确保是最重要的事。谷类、芋头、甘薯等栽培植物的出现,让农耕正式起步,粮食取得顺利,生活上有了点保障,进而带动了文明的进步。当人类仍靠狩猎、采集维生时,为获得一个人的食物,约需20平方公里的土地,但自栽培农作物后,相同面积却可供给6000人的温饱;有人由此分析,在公元前6000年时,地球上人口约只有500万人。

前面提过,1万年前已有最原始的根栽式农耕,人类大约在此时发明陶器,以陶器煮熟食物,不但在料理技术上有划时代的进步,可食用的植物种类也大幅增加,因为煮沸后,不但能软化植物体成为更可食的物质,还可把植物体内的有毒物质分解为无毒,将本来含有毒性而不适食用的多种豆类、树薯,也变成了食用植物。根栽式农耕开始后,经过两三千年,逐渐进入耕田的栽培方式及农牧混合时代。

至公元前3000年,开始使用金、银、铜等金属,古埃及已出现象形文字;再经约1000年,冶金技术发达,正式进入铜器时代。而中国甲骨文的出现,还要再过一段时间,大约是公元前1300年至1000年的铁器时代,其后经过都市文明时代,人类的生活方式更趋文明。

那么,较有规模的农业制度是何时开始的呢?

最早的农耕应是利用半野生果树、薯芋、香蕉、面包树等的根栽式农耕,这种农耕最早的发现地在东南亚的多雨热带区,后来也出现于非洲、中南美的热带森林地域,并扩大到森林边缘地域。这种根栽式农耕进行于15000~7000年前的旧石器时代后期至中石器时代。

此时人类已发明斧头,用来砍树,不仅可以砍下树木作为农耕、建筑的材料,也逐步在森林里开辟耕地,本来无法进入的森林,也得以长驱而人。今日欧洲的某些海边沙滩、河口、湖畔等处仍留有该时期人们生活过的遗迹,从遗迹的出土物来看,当时的农耕,以富淀粉的产品为主。

然而,根栽式农耕只适用于多雨热带地区,因此,6千年前北非等少雨地域便出现栽植黍、粟、豆类的另一种农耕方式。这种栽植技术后来东传到印度半岛的印度河流域,开启了稻作文化,此后在较为干燥的中东则发展出野生麦的栽植,孕育出巴比伦文化。

如常见于甘蓝田,被认为是多种十字花科蔬菜大害虫的甘蓝纹白蝶(菜白蝶、白粉蝶,,本来生活在草原中,以野生十字花科杂草为幼虫的食物。

但在作物育种、栽培技术多次改进,人类大面积栽培叶质柔嫩且营养的多种十字花科蔬菜后,蔬菜田的情形和甘蓝纹白蝶故乡滋润的野生草原几乎相同,在如此适合的生活条件下,甘蓝白纹蝶猛吃十字花科蔬菜而大量繁殖,最终成为这些蔬菜的大害虫。

再举个例子,目前在欧洲、美国广泛分布的马铃薯金花虫是著名的马铃薯害虫,原本栖息于落基山脉山下,以茄科植物的杂草为食,到了19世纪中叶,此地开始栽植马铃薯,才成群转移到同属茄科的马铃薯上大量繁殖。由此可知,人们所谓的农业害虫,其实是因为人类农耕行为改善的同时,也改变了昆虫原来的生活环境而造成的。

植物是许多昆虫的基本食物,植物为了支持自己,内含大量的纤维质或木质素。对昆虫来说,若能以此为食,就能轻松获得丰盛的食物。只是除了少数种类外,绝大部分的昆虫都无法直接利用纤维质、木质素。幸好自然界仍有不少能够分解、利用它为营养的微生物。昆虫在消化管中让这些微生物共生,藉由它们的帮助,将纤维质、木质素分解为可以消化、吸收的营养物。

以这种方式解决消化问题的昆虫,包括白蚁、天牛、吉丁虫、小蠹虫等,也就是我们所谓的木材害虫。其实不只昆虫,牛、马,甚至兔子等草食性哺乳类动物也是如此,例如在牛的容积达200升的第一胃(瘤胃)中,就有两万亿只以上的微生物,也就是说,每一立方厘米就有一百万只以上的共生微生物,在替牛分解纤维质。

为了让孵化的幼虫能蛀食木质部而长大,雌虫会把卵产在可当食物的树干上,但刚孵化的幼虫大颚仍软弱,不易自力咬破树皮侵人树干内部;若雌虫把卵产在树皮上,卵内水分容易蒸发,使卵干涸而死,此外还易受到天敌的攻击。因此,雌虫会先以口器咬伤树皮,做个产卵用裂痕,或者把产卵管直接插入木质部产卵。

正处于生命力旺盛时期的树木,为了抗拒外物—昆虫卵的侵入,会分泌树脂或其他化学物质,将虫卵封埋致死,或以抗虫物质使孵化幼虫无法顺利发育。为了避免后代遭受如此厄运,雌虫通常会选择老朽或衰弱木为产卵对象。因此,当树木遭受台风或干旱等灾害、树势衰退时,常易引起小蠹虫类的大量繁殖;又如松斑天牛,会与松材线虫协同作战,先将松树的松脂分泌力降低,然后产卵。

但从另一个角度来看,树木害虫对森林的更新也有不少帮助。因为昆虫的产卵行为加速植物的老朽与衰弱木的淘汰分解,使森林生态系统的物质循环更趋通畅;树木的枯死,使后一代的幼树得到更大的发育空间。可以这么说:有了树木害虫,才能延续翠绿的森林。然而,自从人类伐树为材,作为房屋或家具之用,情形就改变不少;本来不适于昆虫产卵、发育旺盛的树木,被砍伐成无法分泌树脂以抗虫的死木,反倒成了适合昆虫产卵的对象。例如堆积木材的集材场,常是多种且多只天牛的良好采集场所。人类对木材的利用,引来原本在森林里以老木、衰弱木为幼虫食物的一些昆虫,最终变成房屋、家具害虫。我们日常所使用的纸张,是打碎木材弄成纸浆后制成的,以纸张制作的书籍、绘画等也常受到衣鱼、番死虫等昆虫的攻击。尤其书籍,除了纸张,还有装订用的糨糊,主成分都是昆虫更易消化利用的淀粉,再加上留在书上的手垢等,让它们的为害更加猖獗。这又是人类对木材的利用导致昆虫生活改变的另一个实例。

另一项更大宗的纤维利用为“衣服”。虽然现今普遍使用化学纤维,但天然纤维如蚕丝、棉丝等,由于具有合成纤维未有的优点,仍是重要的纤维资源,因此衣类害虫的存在也不容忽略。目前所知的衣类害虫,以麦蛾、鲣节虫类为主,它们偶尔取食棉丝制品,主要为害较高贵的绸丝、羊毛纺织品。它们原本寄居于鸟巢,取食脱落的羽毛为食,自从人们利用羊毛、蚕丝为衣类或装饰品后,由于这些制品的羽毛量比鸟巢中多且更稳定,它们便转而选择这些加工品为生活场所。

上述这些害虫为害或活动场所,不止于一般家庭,图书馆、服装店或收藏多数国宝级标本、文物的博物馆等,也常不堪其扰。因此,预防虫害也成为博物馆的重要工作项目之一。

除了人类以外.昆虫可说是目前最繁荣的动物群,已知的种类占整个动物种类数的七成以上,其踪影自北极至南极.遍及地球各角落,包括沙漠、温泉、火山地带。

它们为何能够如此兴盛呢?除了惊人的繁殖力、快速的发育外,还在于它们各有各的存活技巧。

蟑螂远在三亿五千万年前,就已经在地球上生活了,是昆虫界的老前辈,从该时期的翅膀化石来看,它的形状和现今的几乎相同。在约三亿年前的石炭纪,当陆栖植物进入繁荣的最盛期,蟑螂已建立了基本的生活方式,并确定了适合这种生活方式的身体构造。

其实在散满枯枝、落叶的地面,细长而轻巧的脚,活动起来反而较方便,而压扁的身体不但能减少走动时空气的阻力,更适合穿过狭小空间、穿行于堆积的落叶缝间。蟑螂还有个特长,如果不幸被障碍物缠住脚,脚的关节容易脱节而顺利脱身;此外,蟑螂体表被盖着脂质分泌物,在多水处具有拨水功能。由于当时穿透浓雾而来的紫外线相当强,褐色的体色还可以保护身体以免晒伤。

当蟑螂繁衍、数量增加时还是出入同一场所,由此开始群集的生活。有时我们翻动一个抽屉或贮藏库角落,会发现几十只蟑螂,原因就在于此。由于当时食物(植物)相当丰富,天敌又少,养育后代不必大费周折,只要把卵产在朽木的裂隙或落叶下即可,但为了防水,雌虫会把几十粒卵收容在具有防水功能的卵鞘中。

蟑螂原本以植物为食,但咀嚼式的口器更适合取食一些更富营养的物质,包括同类的尸体,在没有太多竞争者争相取食的情况下,蟑螂广泛、自由地利用身边的食物,渐渐变成典型的杂食性动物。

在目前已知超过二千种的蟑螂中,大多数仍栖息于温带或热带地区的野外,尤其是最接近石炭纪条件的热带雨林中。

当然,也有少数种类在人类的居所中找到适合的生活场所,成为居家性的蟑螂。究其原因,人类家中的烹饪场所,有水有火,高温潮湿,适合蟑螂栖息;再者,人类的各种食物也很合它们的杂食性胃口;而农业区域的农业废弃物、落叶、稻秆等,则仿如它们故乡的情形。就这样,美国蟑螂、德国蟑螂等移师到人类的屋舍及其附近,因此被贴上卫生害虫的标签。

二、苍蝇

苍蝇与蟑螂长于传播病菌,是两大骚扰性害虫,但两者的生活方式及存活策略却大不相同。蝇类属于双翅目,种类不下三万种。

尽管如此,蝇类在进化过程中,始终不违背它们最初建立的生活方针,在生活方式及范围的修改幅度上,也以保障同类间的共存及自己后代的繁荣为原则,为此,它们具备了三项关键特性:

一、迅速发育,缩短完成一个世代的时间;

二、幼虫具备潜入的习性;

三、具备特殊的飞翔能力。

就发育速度而言,家蝇幼虫在最佳的条件下,不到一个星期即可化蛹,再经4~5天变成虫,成虫后2~3天即可交尾产卵,一次产约50~100粒的卵。

至于幼虫的潜入习性,到底是因为成虫有选择产卵的习性,还是来自幼虫天生的行为,目前仍不确定。蝇类的幼虫叫蛆,它们的脚已退化,以蠕动方式移动身体。

其中,果实蝇、黄果蝇等的幼虫,有潜入果实的习性;叶潜蝇的幼虫,专门潜入植物叶肉组织内取食;另有潜入土块、尘土、地衣、菇蕈类的舞蝇和菇蝇;穿入昆虫体内生活的寄生蝇等;此外,丽蝇、肉蝇、苍蝇的幼虫,潜入腐烂的有机物或动物排泄物中生活。幼虫的这种潜入行为,是极为有效的存活策略。

因为潜入的栖所本身就是营养丰富的食物,就像潜入了食物贮藏室般,不怕食物缺乏;而且黑蝇、丽蝇的幼虫还能分泌蛋白酶,分解腐肉为养分;遭果实蝇、黄果蝇潜入的果实,则提供了原味果汁,叶肉组织更是植物进行光合作用时养分集中的部位。在这些场所生活发育,速度当然会加快。

双翅目的飞翔能力。虽然叫双翅目,但它们的后翅已退化呈棍棒状,也就是所谓的平均棍,蝇类虽然看来很像只有一对前翅,但别小看它们,在昆虫中,它们仍可称得上是飞翔能手。还有许多种类会做出空中滞飞、后退飞翔、原地旋飞等特技。

虽然双翅目昆虫在中生代三叠纪就已现身,但直到新生代第三纪才有多种蝇类出现,此时的世界已出现许多动物,早有一些昆虫在地上活动且繁衍,动、植物的种类也不断增加,其中不少植物已经会开花结果。

为了避开先住者的活动场所,蝇类潜入叶片、菇蕈、果实里面,或者潜入其他动物体内,开始寄生性生活,甚至一群蝇类共同利用腐烂的动、植物体与排泄物等。由于蝇类幼虫有潜入这些场所发育的特性,而且成虫飞翔能力佳、能够顺利找到适合的产卵场所,再加上快速的发育与旺盛的产卵力,蝇类在很短的时间内,就成为陆地上的优势昆虫。

而人类取食果实后的排泄物中仍有不少营养,自然也成为蝇类幼虫利用的物质。人类与蝇类的接触就是这么开始的。此后人类的生活方式从狩猎演变为畜牧,自采集发展为农耕栽培,提供给蝇类更多适合生存的环境与食物,于是不少蝇类摇身一变,成了农业害虫,甚至侵入人们的住所,扰乱居家的安宁。

三、蚊子

双翅目昆虫中不能忽略的还有蚊子。它们多具有吸血的食性,其中的部分种类还传播疟疾、登革热、日本脑炎等疾病,对人类的威胁远比苍蝇、蟑螂大好几倍。

属于双翅目蚊科的昆虫已知约有三千种,雄性成虫以果汁、花蜜为食,雌蚊则多多少少有吸血性,并因此传播病菌,使被吸血的动物发病,其中就包括人类。

蚊子吸血的原因之一是口器的构造,另一原因和苍蝇一样。双翅目昆虫出现在约两亿年前中生代的三叠纪,当时草原已被多种杂食性蝗虫、蟋蟀、蟑螂所占,双翅目祖先尽管能够飞翔,却也不容易找到可口的食物,更难找的是让幼虫发育的场所;因此,蝇类选择让幼虫潜入食物内生活的路线,雌蚊则采取让幼虫在水中生长的策略。

雌蚊多在含有有机物的水域产卵,但对于完全变态且具有翅膀的蚊子来说,幼虫(孑孓)除了必须常出现于水面呼吸,羽化时还得飞出水面,最好的办法就是把蛹浮在水面上。

此外,由于多种鱼类会捕食孑孓、蚊蛹,在无防御能力的情况下,蚊子只得采取增加产卵数且快速发育的策略。一般卵1-2天,幼虫期5-7天,蛹2-3天,成虫羽化至吸血产卵3-7天,整个世代1-2周左右。易干涸的小水域尤其适合生养幼虫,因为小水域不会有鱼类,雌蚊便能安心地在此繁衍后代。

雌蚊的首要任务是迅速发育体内的卵,因此它必须取食营养丰富的食物。蚊子的口器适合舐食或吸食食物,对它们而言,快捷方式就是利用动物的养分。当时陆上已有不少种两栖、爬虫类,后来又出现了鸟类、哺乳类,营养来源几乎不虞匮乏,雌蚊就这样趁势建立起吸血的食性,不过雄蚊仍维持取食果汁、花蜜的食性。

在吸血性的建立过程中,它们还发展出两项特殊的技能,

一是,能在黑暗里或树丛中搜寻吸血对象。在暗处虽然光线不足,视觉无用武之地,但由于呼吸是所有动物的生理作用,雌蚊便以动物呼吸时所排出的二氧化碳为路标,接近吸血对象。

二是,雄蚊能以触角上的感觉毛来接收雌蚊搏翅的声音,然后向此音源飞去,不靠视觉,也能有效找到交尾的对象。

适合蚊子产卵的场所,常常是易干涸的小水域,在自然界多为地面、大岩石上的凹陷或老木腐朽部的雨后积水洼处,当人类的活动范围扩大到野外,又正巧碰上雌蚊要吸血的空间和时刻,那就很难不被叮咬了。

谈到蚊子的吸血机制,确是自然的奥妙。雌蚊以直径仅0.05毫米的口针刺入(我们肉眼看到的蚊子的口器只是一根针,其实这根针由6根口针组成,上唇1根,上颚2根,下颚2根和舌1根。另外,蚊子舌的中央有一条唾液管),然后像用针抽血一样吸血;

仔细观察,会发现蚊子停在人身上后,在插入口针到开始吸血的短暂时间内,竟能很迅速且正确地找到静脉,速度之快让人惊讶。蚊子还会放出含有抗凝血剂的唾液来防止血液凝结,这样它就能够安稳地饱餐一顿。当蚊子吃饱喝足、飘然离去时,留下的就是一个痒痒的肿包。

但是,痒的感觉并不是因为短针刺人或唾液里的化学物质而引起的。而是因为体内的免疫系统在这时会释出一种称为组织胺的蛋白质,用以对抗外来物质,而这个免疫反应引发了叮咬部位的过敏反应。当血液流向叮咬处以加速组织复原时,组织胺会造成叮咬处周围组织的肿胀,此种过敏反应的强度因人而异,有的人被蚊子咬后的过敏反应比较严重。

四、跳蚤

跳蚤也是吸血性昆虫。 跳蚤幼虫在地上取食其他动物的排泄物,看来并不难,但没有翅膀不能飞翔的成虫,要找个稳定的生活场所,非得花些工夫才行,此时哺乳动物的出现,正好帮了大忙。

在一至两亿年前的中生代,大型爬虫类已渐绝迹,草原变成小型哺乳类的活动场所,跳蚤转移阵地,顺利地在哺乳动物身上发现了能够生活的场所。因此,现今存活的跳蚤都过着寄生性生活,没找到适当寄主的跳蚤都已灭绝。

就跳蚤而言,生活场所本身就是一大块食物,不必为了寻找食物再伤脑筋,哺乳类的巢穴湿度适当,也有脱落的皮屑、毛、排泄物,适合幼虫生活。但跳蚤也要面对一些难题,例如寄主身上的寄生者若是过多,将使寄主衰弱而死。

由于必须有寄主才能存活,跳蚤具备了从一只寄主移动到另一只寄主,甚至有移动不同种类寄主的寄生习性;如果第一只寄主体内带有病原菌,那么,跳蚤跳上另一只寄主时,当然就变成该病原菌的传播者了。这就是跳蚤传播鼠疫的模式。

传播鼠疫杆菌的主凶—印度鼠蚤是自埃及至印度广泛分布的跳蚤,多栖息于港口。港口是人与货物出入频繁的地方,老鼠和它身上的跳蚤也趁机出入,致使鼠疫的蔓延多从港口开始。

有些老鼠喜欢在温、湿度适当的地方生活、这样的地方病原菌也容易繁殖,跳蚤遇到这种场所,也就在此定居生活,当人类制造这种环境、又对鼠疫菌毫无抗病能力时,鼠疫就会猖獗。

如果印度鼠蚤只以一种老鼠为寄主,当鼠疫大发生、该寄主老鼠全灭绝时,鼠蚤将因为找不到代替寄主,而跟着走上绝迹之路。为了避免这一危机,多数跳蚤不以一种动物为特定的寄主,而有数种可代替的寄主,人类就是印度鼠蚤的代替寄主之一。猫蚤也一样,以猫为优先寄主的猫蚤在找不到优先寄主时,也会跳上人体吸血。

五、虱子

为了说明虱子的生活方式,我们先从它的近缘种食毛目昆虫,羽虱类谈起。虱子被认为是从羽虱演变而来的,两者有不少相似的生活习性,例如它们自卵至成虫期间,都在寄主体上度过;但两者最大的差异在于取食的方法。

羽虱具有咀嚼式口器,主要咬食鸟类、哺乳类的羽毛或体毛;虱子具有吸收式口器,在哺乳类体上吸血维生。

1.3至1.2亿年前的中生代中期,在林地、杂草地取食藓苔、真菌类的啮虫类,得到偶然的机会进入鸟巢,发现巢内温暖且有丰富的食物,从而选择鸟巢为定居处。由于啮虫类多为体长仅两三毫米的小虫,引不起巢主鸟类的注意及排除,从此成为鸟巢中的房客,原有的翅膀不仅退化了,为了抓住鸟类羽毛,还发展出粗壮有力的脚,这就是羽虱的演化过程。

至今已知羽虱约有三千种,是虱子的五倍。由于羽虱已失去自行迁移的能力,只能趁着鸟、兽互相接触时,迁移到另一只寄主体上,光靠这种方法,无法大幅扩大分布范围,也较难增加寄主的种类,因此它的寄主专一性相当高。

那么羽虱又是如何演化成虱子的呢?

以寄主为大象的象虱为例,象虱是体长约3mm的小虫,具有延伸的口吻,先端为咀嚼式口器,以此咬破大象的皮肤,取食从这里流出来的血液,可说是形态似羽虱、取食方式如虱子的中间型种类。虽然可当羽虱寄主的动物包括了鸟类、哺乳类,但只有专以哺乳类为寄主的种类演变为虱子。

虱子一生不能也不会离开寄主,具有相当高的寄主专一性。例如以黑猩猩为寄主的黑猩猩虱子,是与人虱同一属的虱子,但它只能以类人猿为寄主,不能寄生于其他的猿猴类。

寄生者为了生活,必须配合寄主的生活、生理习性而进化。当寄主死亡时,寄主上的羽虱也随着寄主体温的降低而死亡,而非因为缺乏食物而饿死。

以寄主为人的衣虱(体虱)为例,最适于繁殖的温度是衣服内29℃、湿度70%左右,不管夏天为了清凉穿上薄衣,或者冬天为了保暖穿上厚衣,这样的环境都适合衣虱的繁殖,因此人们可说是在不知不觉中,营造了适合衣虱繁衍的条件。

人体被虱子吸血时,会感觉疼痒,甚至化脓。这和蚊子、跳蚤吸血时,唾液在我们体内产生抗拒反应一样;但虱子更大的威胁在于传播伤寒热,而且引起伤寒热的病原体——立克次氏体,不只在虱子的消化管内繁殖,还会随粪便一起排泄出来。

虱子传播伤寒热,和它的吸血行为没有直接关系,而是人们对着吸血孔搔痒时,粪便中的病原体借机侵入人体而导致发病,所以用手捏死虱子,也是一种危险的行为,应当避免。

以人体为寄主的虱子,有3种:头虱、衣虱、阴虱

其实头虱与衣虱是同一种,只是因为栖所不同而体色略有变异而已;阴虱则以阴毛、眉毛为主要栖所。所以更正确地说,我们身上的虱子只有两种,它们以不同的栖所来避免种间的竞争。

对缺乏迁移能力的羽虱及虱子来说,一旦寄主死亡,将是整个生活基盘崩解的大灾难,因此它们并不想造成寄主的重大损失,也会避免无谓的竞争。这么说来,若虱子蔓延,不能只归咎虱子,主要原因还在于寄主提供了适合它繁衍的生活条件。

六、床虱

床虱又名壁虱、臭虫。

其实人类与床虱的接触,历史悠久。床虱本来以吸食鸟类、蝙蝠的血维生,当人类利用鸟类栖息的洞穴为住所后,它就逐渐改以人为寄主。当床虱以鸟类为寄主时,白天躲在窝巢,等到晚上小鸟归巢,才出来吸血,这跟现在床虱吸人血的情形完全相同。

在近两百种灵长目动物(猿猴类)中,只有人类成为床虱吸血的对象,因为只有人类才定居在一个场所而昼出夜归,有和鸟类相同、且配合床虱的活动规律。

在古希腊时代的多种资料上已出现有关床虱的记录。它的起源地被认 为是中东地区,后来随着人类在陆上、海上的迁徙—在过去的船舶上常可看到床虱—蔓延到世界各地,虽然它的吸血量比其他吸血性昆虫多,且被吸血的人感觉特别的痛痒,但至今未发现它传播疾病的确实证据。

七、白蚁

家白蚁是恶名昭著的房屋、家具大害虫,凡是以木材或植物纤维制作的器物,都不能免于它的攻击。由于白蚁的活动在热带地域特别旺盛,以木材纤维制造的纸张当然也成了白蚁食害的对象,往往不能久存。

白蚁是接着蟑螂之后,出现于地球的昆虫老前辈,目前已知的二千多种白蚁,大多数生活在热带至亚热带地域。早在3亿多年前,白蚁即已出现于地球,由取食木材的蟑螂分化而来。蟑螂虽属杂食性昆虫,但作为白蚁祖先的一群蟑螂,却是以树的木质部为食物,从此决定了白蚁特殊的命运。为了咬取木质部,白蚁也发展出粗壮的大颚。

在我们的概念里,白蚁是“蛀掉房屋的害虫”,但更正确的概念应是“营巢性的昆虫”。白蚁巢的形状虽依白蚁种类不同而有各种形式,但都以土块、木材与唾液混拌为材料,形式包括营巢在土中、利用树干的孔隙部或建筑在地上的白蚁塔等。

最大的白蚁塔高达8米,以黏土与唾液为主要成分,非常坚固,塔内甚至设有调节温、湿度与二氧化碳浓度的设备,还培养了可当做食物的菌类。白蚁的这种生活形态,对自然生态系是益多于害。如果朽木一直竖立在森林中,或倒下后长期留在林地上,势必影响下一代幼木的发育,若能尽快分解,让朽木成分还原土中,作为下一代植物的养分,更能延续森林的生命。

尽管白蚁以木质部为食物的习性,在自然生态系的物质循环上扮演着重要角色,然而它们遇到利用木材(木质部)作为生活资源的人类,却有了巨大的变化。人们以木材建屋时,会考虑通风、防湿、保温等因素,这刚好也是白蚁造巢时所需的条件;更直接地说,有了房屋,白蚁不需要造巢,只要住进去就可以了。就这样,本来取食枯木的白蚁,与木材一起进入了人类的生活圈。

虽说白蚁是从古生代石炭纪取食木材的蟑螂分化的,但现在看到的类似白蚁的化石,大多在约六千五百万年前的新生代第三纪的地层中发现,由此推测,白蚁为了建立现在的生活模式,花了两亿年的岁月。当我们将蚕宝宝的粪便泡在水中搅拌时,会出现很多它咬食过的桑叶碎片,因为蚕宝宝只吸收叶片中的营养成分,把纤维素原封不动地排泄出来,当然这是食物丰富或质量良好时才能做到的利用方式。

不过,要消化并利用没有什么营养成分的木质部(纤维素),却需要一番工夫。木质部是营养价值甚低的食物,白蚁为了利用里面的纤维素,在消化管中饲养了大量的共生微生物,利用微生物将纤维素分解为能够吸收利用的葡萄糖。

由于以一棵树木为基地而生活,必须控制族群数的无限增加,白蚁逐渐建立起社会性的生活制度。但初期建立的生活方式,好像生活在一间卧房兼餐厅的房子般,能够收容的成员数量很有限,于是更进化的白蚁种类,在地下适当部位造巢后,再向四方延伸隧道,把隧道沿路作为采饵场所,所采的食物就带回巢中供养育女王蚁与后代若虫,甚至当食用菌的栽培原料。

最重要的房屋害虫家白蚁,虽然也造巢,而且经营社会性生活,但它们只能在地中造巢,并不建造所谓的“白蚁塔”,在白蚁的进化史上仍属于未高度进化的种类。如果家白蚁快速走上进化之路,放弃以木材为食物,那么人类将可少对付一种大害虫,但从过去白蚁的进化速度来看,期待家白蚁放弃食材性,可能还要等上数千万年吧。

第二节
一、蝗虫

从以上《旧约》中有名的一节来看即知,蝗虫自古以来就是人类最大的劲敌。而美国作家赛珍珠也在她的名著《大地》中,藉由飞蝗的来袭,描述了当时农民的苦境。

蝗虫属于直翅目,约在二亿五千万年前古生代末期的二叠纪出现于地球,比蟑螂晚些。此时地球的气候转为较干燥,巨型森林衰退后,出现了广阔的草原,不少直翅目昆虫走出森林进入草原,在此建立新的生活基地,并在没有强力竞争者的条件下,大量繁衍。

由于初期形成的草原以禾本科植物为主,蝗虫便形成以禾本科植物为食的生活方式。然而,人类出现后,以野生的禾本科植物为出发点,培育出稻、麦、玉米、高粱、粟等粮食作物,也引发了人类与蝗虫间的利害冲突。经由育种而栽培的作物,比野生禾本科植物更美味且营养,不仅促进了蝗虫的繁衍,甚至养成它对农作物的偏食性,因而引起历史上多起农业上的灾害。

从森林飞入草原生活的蝗虫,虽然逐渐适应干燥环境,但仍留存一些在森林时代生活的习性,例如为了预防卵干涸而死,它们将卵产在土中;当飞蝗产在土中大量的卵在雨后同时孵化时,就会导致大群飞蝗出现。其实不仅是飞蝗,其他未具群集性的蝗虫或同属于直翅目的蟋蟀、螽斯之类,也将卵产在土中或植物体中。

蝗虫的飞翔能力,依种类不同而有很大的差距,飞蝗有一天迁移上千公里的记录。相反,与直翅目有近缘关系的竹节虫,在正常情形下,一天顶多移动数米。但好动的昆虫也好,不好动的也好,各有一套适应环境的本领,这也使得它们的生活呈现多彩多姿的面貌。

二、白背飞虱与褐飞虱

在日本,至少在1732、1787-l788、1897年,曾有三次飞虱的大发生,受害严重地区的稻谷收获量不到常年的十分之一,致使近百万人饿死,造成史上有名的大饥荒。因此对日本人来说,飞虱是最可怕的害虫。

飞虱是属于同翅目飞虱科的昆虫。它们自古生代末期的二叠纪(2.7亿年前)至中生代初期的三叠纪(2.3亿年前),陆续出现于地球上。这时期也是自石炭纪高温多湿的森林时代,演替到干燥草原的时期,不少半翅目昆虫也和蝗虫一样,自森林迁移到草原,现今已知的约二千种飞虱就是在这时期出现草原的。

由于它们出现的时间较早,也以禾本科植物为主食,成虫、若虫皆以针状的刺吸式口器吸食植物的汁液,这些植物中也包括了以后被人类培育为稻子的野生稻,促使飞虱逐渐走上稻作害虫之路。

但飞虱为何成为稻作的大害虫,尤其是早在数百年前的温带地域?虽然原因不详,然而我们仍可作以下的猜想。祖先型水稻原产于云南高原一带,随着人类的迁移和文明的发达,亚洲东部从南至北陆续出现广大的水稻栽培区。

后来在水稻栽培区中取食水稻而常年发生的部分飞虱,因密度过高而起飞迁移,由于正值向北吹的季风开始旺盛,随上升气流升到高空的飞虱便利用季风,以滑翔方式向北移动,遇到锋面便随雨降下落地。若降落处恰好是水稻的插秧期,飞虱便不用担心食物不足;经过繁殖后,它们的后代又升空、滑翔、落地,因此体长不到2毫米的飞虱竟也能完成数千公里的大迁移。

一年生的禾本科植物,到秋天就会枯萎,而且多数受到飞虱为害的植物体枯萎得更快。当飞虱密度过高或吸食汁液的品质劣化时,本来翅膀较短的定居型飞虱中,便会出现适于迁移的长翅型飞虱。虽然它们到了温带,在水稻收刈后,会因食物的缺乏与冬天的低温而绝迹,但在热带故乡仍留守着不少的飞虱,它们的后代仍可望成为下一年度长距离迁移的生力军。

飞虱的特殊寻偶行为,昆虫寻偶的方法很多,例如蚁类利用化学气味费洛蒙,蝴蝶以视觉直接认识交尾对象,蟋蟀、蝉以声音互相呼叫等。飞虱由于生活在繁茂的禾本科植物草丛中,无法利用视觉,又因为身体小,不适于发出大声音来寻偶,于是因地制宜,就近利用禾本科植物的细长叶片。

首先,雌虫开始振动腹部,产生的振动从停留的稻茎传到叶片,再经由细长叶片的互相接触,传导至另一叶片,最后传导到停在另一叶片上的雄性飞虱;接到振动讯息的雄虫,以振波为路标,自己也振动腹部响应雌虫,同时一步步慢慢地走近雌虫,最后达到交尾的目的。

利用录音机、增幅机等分析结果得知,每种飞虱有它们特有的振波;因此,即使两种以上的飞虱同时生活在一块稻田中,不同种类的飞虱间也不会发生错认交尾对象的情形。

三、甘蓝纹白蝶与台湾纹白蝶

在台北近郊,每到清明,总会看到菜园里有白色蝴蝶群群飞舞,那是甘蓝纹白蝶,它们是甘蓝、花椰菜、油菜等多种十字花科蔬菜的害虫,也是台湾地区最常见的蝶种之一。

根据植物进化学者的研究,十字花科植物起源于中亚至地中海沿岸的草原,这些草原在第三纪才出现。此前的白垩纪后期,是被子植物的出现期,由于被子植物藉由昆虫授粉,繁衍迅速,至第三纪,分布范围竟已扩大到森林外面新出现的草原地域。

在第三纪初期的五六千万年前,已有一些森林性蝶类的活动;后来随着草原的出现,某些纹白蝶的祖先从森林迁到草原。在早期的草原里,高茎的禾本科占有优势,但也出现不少低茎的十字花科双子叶草本植物,纹白蝶为何选择十字花科植物为幼虫的生活场所?

我们不妨先从十字花科植物的特性谈起。萝卜、油菜等叶片,揉搓后会有类似芥子油般呛鼻的气味,这是十字花科植物常见的特性,也是许多昆虫忌避的味道,喜欢取食这种植物的昆虫种类相当有限。

纹白蝶是很晚出现于地球的昆虫,在其他植物已被先住者利用的情形下,只能选择其他昆虫不当栖所的植物生活。当然,纹白蝶也不是省油的灯,不仅不在意十字花科植物特有的气味,甚至还利用它作为寻找产卵场所的路标。只是如此一来,也使得纹白蝶变成只能利用十字花科植物的狭食性昆虫。

在十字花科的蔬菜中,最早被人类栽培利用的可能是萝卜。据古代记录,早在公元前5000年埃及即有萝卜的栽培;此后栽培地区逐渐东移,至公元前500年左右已扩展到中国大陆。原本只能隐蔽在高茎植物中、以野生十字花科植物维生的纹白蝶,有部分发展出适应广阔平原的特性,并迅速繁衍成为蔬菜害虫;

其他则仍维持林栖性,以草丛边缘的十字花科杂草为它们幼虫的食物。目前已知的纹白蝶有四十余种,其中除了甘蓝纹白蝶、大纹白蝶、台湾纹白蝶等数种被认为是园艺害虫外,大多数的纹白蝶对人类并无实害。

甘蓝纹白蝶族群在台湾曾有戏剧性的消长。在台湾,十字花科蔬菜的害虫原本是台湾纹白蝶,甘蓝纹白蝶虽早在1930年代已有采集记录,但是在长达50年的日本统治时代只采到七只,对照于国宝级宽尾凤蝶的五只采集记录,甘蓝纹白蝶在当时也算是极为稀有的蝶种。不过,自1960年代起,它的栖息数量逐渐增加,甚至在菜园里取代了台湾纹白蝶的优势地位。

为何有如此的演变?

原因在于台湾纹白蝶略具林栖性,虽然以十字花科蔬菜为幼虫食物,但仍喜欢栖息于略呈森林状态的环境。在过去台湾农业以粮食增产为最大目标的时代,稻米、甘薯、甘蔗等是大宗农作物,蔬菜多栽植于竹林围绕的农家后院,这种环境极适合台湾纹白蝶生活。

至于甘蓝纹白蝶,虽然偶尔入侵竹林,但因为有台湾纹白蝶的强势竞争,甚难在此立足、繁衍。后来,当粮食增产达到一定目标后,人们开始重视食物质量,大面积的蔬菜栽培地相继出现,这种蔬菜专业区的环境略似草原,不适合台湾纹白蝶,反倒合乎甘蓝纹白蝶的生活要求,进而引发它们的肆虐。

不过甘蓝纹白蝶与台湾纹白蝶的地位争夺战,并未就此落幕。随着社会大环境的变迁,都市近郊不断开发,建筑物林立,加上农业劳力不足,管理不善、杂草长得比十字花科蔬菜还要高的菜园随处可见;这种人造的拟森林型环境,促使台湾纹白蝶得以局部复活。现今都市近郊所看到的白色蝶种,’即以台湾纹白蝶居多。显而易见,这两种蝶类的消长,其实完全是受到人类生活方式的操控。

四、夜盗虫

在昆虫进化史上,进出草原地带的先驱者应是蝗虫,后来多种昆虫也逐渐以草原为生活场所。自蝗虫出现于草原后,直到一亿年后的白垩纪,森林中才出现祖先型的蛾类,它们以森林为主要生活场所,再经过约二千万年,出现了被称为夜蛾的一群蛾类。

夜蛾在昆虫分类学上被归为夜蛾科,约有三万种,其中包括不少农作物的大害虫。由于种类之多,生活的场所也呈现多样化,不少种类甚至进入草原繁衍,像恶名昭著的大害虫粟夜盗就是其中之一。

粟夜盗更早又有“好妨”之名,在公元前50年的《氾(fan)胜之书》中,已有它猖獗为害的记录。虽然它和蝗虫一样,主要取食禾本科植物,但在人类进入农耕时代以后,却摇身一变,成为玉米、小麦等旱田粮食作物的大害虫。

粟夜盗与蝗虫最大的差异是,它是完全变态类昆虫,也就是说,卵孵化的幼虫取食大量食物完成幼虫期,然后化蛹,经羽化变成虫后,就专一从事繁殖活动,几乎不再取食,顶多为了获得活动时需用的热能,取食花蜜等糖类或吸饮露水。

因此,完全变态类的昆虫,经历了维持营养生长的幼虫期与进行繁殖活动的成虫期两个生命阶段;两个时期的分工配合,使得它们比不具蛹期的不完全变态类昆虫更为繁荣。事实上,较晚出现的完全变态类昆虫,也唯有采取如此巧妙的存活策略,才能在不完全变态类昆虫活动的空间中,取得一席之地。

夜盗虫类的俗名还叫行军虫,幼虫们常形成一大群,如军队行军般,边取食边移动,十分类似蝗群的迁移。不但如此,粟夜盗幼虫的生物特性也和飞蝗一样,依栖息密度而异。

就幼虫在实验室以不同密度饲养的观察看,高密度饲养的幼虫会出现以下的特性:1.幼虫体色较浓,呈黑色;2.黑色型幼虫爬行力较佳;3.呼吸率较大,因此食量大,发育也快;4.在食物质量较差的情况下仍能发育;5.羽化的成虫具有较大型的翅膀,适于飞翔、迁移。

在低密度饲养下,幼虫变成淡色型,在发育为雌性成虫时,体内的卵巢即已发育,因此羽化后不久便可交尾、产卵。但从黑色型幼虫羽化的成虫,卵巢必须经过数天才能发育,因此具备未成熟卵巢的雌虫身体较轻,适于飞翔迁移,得以另觅食物充足的新天地。这种依栖息密度改变生物特性的现象,也见于农田里常见的斜纹夜盗等多种夜盗虫身上。

夜盗虫的祖先开始进出草原之时,正值白垩纪后期,地球气候渐趋干燥且变化较大,为了适应变动中的食物条件.夜盗虫发展出依栖息密度改变生物特性的存活策略。详细地说就是,栖息密度低时,食物量充足,幼虫不必爬行到别处取食,加上食物质量良好,发育为成虫后可以马上产卵,而且当地仍有足够的食物供给后代,不需冒险迁出。

但当栖息密度高时,幼虫为了寻找食物,必须具备更佳的爬行能力,和在较差的食物条件下仍能发育的韧性。为了便于迁移,大型翅膀是必备的利器;而为了方便飞翔,还得减轻体重,因此暂时抑止卵巢的发育,也是夜盗虫面对不稳定环境的应变方法。

以休眠度过不适发育的时期,在昆虫中是常见的现象。然而休眠的前提是,生活条件必须有规律性的变化;当生活条件很不稳定或缺乏规律时,只得舍弃休眠,改采另觅他处的迁移方式。依此原则,上述夜盗虫在幼虫期虽有淡色型与黑色型之别,但都缺乏休眠型。

《昆虫世界和人类社会》相关文档:

1A小班科学活动池塘边的昆虫反思11-26

幼儿园昆虫科学活动策划方案五篇09-21

幼儿园昆虫展的文案09-27

设计昆虫博物馆主题展计划书09-27

昆虫博物馆主题展览策划书七年级09-27

昆虫博物馆主题展览策划书09-27

昆虫博物馆主题展览策划书前言和结束语09-27

幼儿园观赏昆虫展览方案09-27

幼儿园昆虫展活动美篇09-27

昆虫展策划书09-27

Top