捕獵必備利器——螳螂的複眼

2020-11-24 新華網客戶端

螳螂可捕食40餘種害蟲,如蝗蟲、蛾、蝶、蚊、蠅類的卵、幼蟲、裸露的蟲蛹、成蟲等小型昆蟲,以及蟬、飛蝗等大型昆蟲。引入天敵滅害蟲逐步代替農藥,對於減少農藥的使用量,減少對土壤等生態環境的汙染等都有重要的作用。

你見過螳螂捕蟲嗎?看似瘦弱的螳螂安靜地蹲在草地上,兩隻長著鋸刀的前肢常常是直豎在胸前。一旦有小蟲掠過,它就迅速躍起,前足給小蟲致命一擊,便將小蟲一舉捕獲,小蟲就成為其腹中之物。一般情況下,這一過程只需要不到50毫秒的時間。螳螂捕蟲的速度之快,令人瞠目結舌。

螳螂為什麼會有這種快速而準確的捕食本領呢?螳螂能準確捕食,是因為它的一對複眼和一套完整的跟蹤瞄準系統。這個系統能迅速測出飛掠眼前的小昆蟲的來去方向、速度和距離。

螳螂和絕大多數昆蟲一樣有一對複眼,昆蟲複眼一般都有很大的球面,因此視野非常廣闊。昆蟲的複眼都是由幾個到幾千個小眼組成,分布在頭兩側,多數為橢圓形或者長圓形,每個小眼都具有角膜、晶錐、感杆束、色素細胞和基膜。角膜和晶錐構成了複眼的屈光器,主要是起到透光、保護感受器和屈光的作用。感杆束和色素細胞可以隨著光強的變化而變化,起到調節光量的作用,同時具有視覺定向功能。基膜是連接小眼和視神經的部分,起到了增加視神經感受性和支撐小眼的作用。每個小眼所見物體的像僅為1個光點,各個小眼感受到的強度和色澤不同的光點拼合起來,就成為所見物體的像。複眼視覺的清晰度主要取決於所含小眼數目的多少,小眼數目越多,成像越清晰。

螳螂的每隻複眼由幾千個小眼組成。複眼沒有調節焦距的能力,所以一般只能分辨近處的物體。但螳螂善於利用複眼形成的夾角來判斷對象的方位和距離,尤其對運動著的物體有更高的辨識能力。如當蒼蠅在螳螂眼前急速運動時,影像會在螳螂複眼中快速移動,從一個小眼到達另一個小眼。有的小眼先看到蒼蠅,有的小眼後看到蒼蠅。它們把接受的圖像信號不斷送往大腦,因此,大腦收到小眼送來的電信號有先有後。螳螂看到蒼蠅的運動不是連續的,而是一個個單鏡頭組成的電影鏡頭。因此,螳螂不但能看清蒼蠅,還能感受到蒼蠅飛行的快慢。科學家認為,這種眼睛是一種高超的速度儀,它能計算出蒼蠅的飛行速度。

另外,螳螂的脖子也很奇怪,它由許多根纖維組成。當螳螂的眼睛跟蹤蒼蠅時,頭也隨著轉動。頭部向右轉動時,右側的纖維被壓彎,左側的纖維被拉直。纖維的底部與神經細胞相連,它們的運動可以刺激神經細胞,使神經細胞產生電信號,而左右神經感受到的差別信號,正是螳螂頭部旋轉角度的量度,這是極為準確的瞄準器。

根據眼睛和脖子纖維的共同工作信息,螳螂的大腦能測出小蟲的距離和角度,從而達到迅速、準確、百發百中。

有了以上兩個武器,螳螂就能成功地捕捉到獵物了。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創,轉載時務請註明出處。

 

 

 

作者: 黃少華   [責任編輯: 魯聃玉文]

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