奇妙的昆蟲(chóng)世界:盲蝽是瞎子嗎?

照片中,凹脈鼠尾草(Salvia microphylla)的花朵大小也就一、兩厘米,那么趴在上面的煙盲蝽(學(xué)名:Cyrtopeltis tenuis (Reuter))就是毫米級(jí)的了,體長(zhǎng)僅為三毫米左右。雖然名字叫“盲”蝽,但它們絕對(duì)不是瞎子。一對(duì)暗褐色的復(fù)眼,功能正常,是它們尋找食物、配偶、躲避天敵的主要視覺(jué)工具。這個(gè)名字僅僅是為了描述和區(qū)分它們“缺少單眼”這一解剖學(xué)特征,而不是說(shuō)它們的視覺(jué)功能有障礙。
泛泰盲蝽(學(xué)名:Panthalis sp.)也是是半翅目盲蝽科昆蟲(chóng),它比煙盲蝽大一些,體長(zhǎng)范圍在4.24至5.67毫米之間,這樣我們可以更清晰地看到它的兩個(gè)大復(fù)眼之間空空如也,沒(méi)有單眼。

(在采食花蜜的泛泰盲蝽)
單復(fù)眼結(jié)構(gòu)是大多數(shù)昆蟲(chóng)的視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)造。
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復(fù)眼:復(fù)眼由數(shù)萬(wàn)個(gè)單眼組成,單個(gè)小眼面呈六角形排列,組合后形成廣闊視野,就像兩個(gè)高級(jí)的廣角攝像機(jī),負(fù)責(zé)成像,識(shí)別物體的形狀、大小、運(yùn)動(dòng)軌跡和細(xì)節(jié)。
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單眼:是生物進(jìn)化過(guò)程中形成的特殊光感受器,主要存在于無(wú)脊椎動(dòng)物及大部分昆蟲(chóng)中,像高靈敏度的光線(xiàn)傳感器、警報(bào)器或?qū)Ш絻x,提供快速反應(yīng)信號(hào)。它雖然不能“看”清圖像,但有感知危險(xiǎn)、輔助導(dǎo)航和協(xié)調(diào)飛行的作用。
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單眼與復(fù)眼的協(xié)同工作,構(gòu)成了自然界中最復(fù)雜和高效的視覺(jué)系統(tǒng)之一,也是昆蟲(chóng)生存競(jìng)爭(zhēng)的法寶。
蝴蝶的兩只單眼比較初級(jí),位于頭部頂端,靠近觸角基部,不易被看到。其功能也更偏向于基礎(chǔ)感知,能幫助蝴蝶感知光線(xiàn)的明暗變化,判斷是白天還是黑夜,從而決定是否活動(dòng),單眼接收的光信號(hào)還能幫助蝴蝶調(diào)節(jié)自身的生物鐘。

(青鳳蝶的兩只單眼位于觸角底部)
蜂類(lèi)有三只單眼,位于頭部頂端,除了執(zhí)行單眼的基礎(chǔ)功能外,它也是導(dǎo)航儀器,所以蜜蜂不會(huì)迷路。

(隧蜂有三只單眼)
單眼對(duì)于捕食性昆蟲(chóng)顯得更為重要。螳螂的三只單眼位于其頭部的正前方,形成一個(gè)倒三角形的區(qū)域,能感知來(lái)自不同方向的光線(xiàn)強(qiáng)度變化。當(dāng)有陰影快速掠過(guò)時(shí),單眼能第一時(shí)間做出反應(yīng),提示螳螂要不“黃雀在后”,要不美食上門(mén)。

(三只單眼的巧妙分布,使這個(gè)昆蟲(chóng)好像又多了一個(gè)腦袋)
食蟲(chóng)虻是兇猛的空中捕食者,能夠在飛行中精準(zhǔn)地?cái)r截和捕捉其他昆蟲(chóng)。它的三只單眼位于其頭部背面頂端隆起的單眼瘤上,這種立體結(jié)構(gòu),可以節(jié)約空間,使它的復(fù)眼可以長(zhǎng)得很大,頭頂上也可以安裝更多其他“設(shè)備”;這種結(jié)構(gòu)更能快速感知光線(xiàn)和地平線(xiàn)的變化,使他在保持高速飛行的同時(shí),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)獵殺。

(伴彎頂毛食蟲(chóng)虻抓到了一只小昆蟲(chóng))
蜻蜓和豆娘也是飛行和捕食高手,在昆蟲(chóng)世界里,它們單眼非常發(fā)達(dá)和顯眼。巨大的單眼意味著更多的感光細(xì)胞,能更敏銳地感知光強(qiáng)的微小變化,是其卓越飛行能力和高效捕獵技能不可或缺的一部分,是自然選擇造就的精密儀器。

(黑背尾蟌,豆娘的一種,頭頂上的單眼就像三顆閃閃發(fā)光的“紅寶石”)
現(xiàn)在回到主題上,既然單眼有那么多好處,那么盲蝽為什么沒(méi)有單眼或者說(shuō)是退化掉了呢?首先,盲蝽類(lèi)昆蟲(chóng)都很小,小型化帶來(lái)了一個(gè)核心限制——頭部空間、能量和神經(jīng)處理能力都非常有限,生物無(wú)法在所有感官上都做到極致,必須“把錢(qián)花在刀刃上”;其次,它們不善飛行,而跟多情況是摸索前進(jìn),對(duì)單眼的功能性需求不強(qiáng),跳蚤和部分部分虱子的單眼也退化了,這就是用進(jìn)廢退的進(jìn)化法則;最后盲蝽食性高度多樣化,既可吃比它更小的蟲(chóng),比如蚜蟲(chóng),也可以吃植物的花蜜或汁液,這時(shí)候強(qiáng)大的口器和發(fā)達(dá)大的觸角器官就顯得更為重要,它必須有所選擇和放棄。所以,盲蝽為什么沒(méi)有單眼,這體現(xiàn)了進(jìn)化生物學(xué)中一個(gè)核心概念——權(quán)衡。生物很少會(huì)“全都要”,它們總是在不同的性狀之間做出取舍,務(wù)實(shí)高效地配置有限的資源。
這個(gè)小蟲(chóng)給了我們一個(gè)小小啟示,其實(shí)“盲蝽”并不“盲目”。別人都覺(jué)得好的東西也許對(duì)你并沒(méi)有什么用處;隨著時(shí)間條件的變化,有時(shí)選擇也會(huì)變化,讓現(xiàn)代人來(lái)選擇“魚(yú)”和“熊掌”,可能許多人會(huì)選魚(yú),因?yàn)樗麄冋J(rèn)為白肉比紅肉更健康。
還有一個(gè)有趣的現(xiàn)象,自然界中不存在一只單眼的現(xiàn)象,最少是兩只(也說(shuō)明立體視覺(jué)的重要性),蜘蛛有八只,所以三只眼的二郎神可以被接受,而一只眼的石人就會(huì)出亂子,這是否是自然辯證法應(yīng)該討論的問(wèn)題呢?
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