揭開昆蟲「變態」的奧秘
作者:陶詩秀
來源:《中學語文(學生版)》2012年第02期
為什麼食用植物、能爬行的幼蟲,能羽化成翩翩飛舞的蝴蝶?為什麼汙濁中蠕動的蛆會變成顫翅飛行的蒼蠅?為什麼溝溪水底的水蠆,一下又變成輕盈飛翔的蜻蜓?
昆蟲的這些外觀上相差得如此懸殊的幼體和成體,人們若是不知道它們是從幼體「變態」到另一樣的成體時,就很可能把它們歸到不同的科、目甚至不同的綱裡。 昆蟲的這些「變態」行為,其間究竟有什麼奧秘呢?
要回答上述這些問題,就必須從胚胎發育談起。昆蟲的幼體是屬於胚胎發育上的暫時停頓階段,是一個早熟的胚胎。它成為一個獨立的個體,按照它自己特有的方式,過著完全不同於成體的生活。幼體的生活期可能很短,也可能比成體的生活期還要長,這就要根據與該種昆蟲解剖生理特性有關的幼體生活方式來決定了。幼體有它的許多特徵和特殊的適應器官,一直保持到幼體階段結束為止。幼體的組織結構及所處環境,與成體大不相同,因而它們所進行的活動也大為不同。這一點,對於昆蟲來說是很重要的。譬如說,在昆蟲的生活史中,幼體的生活佔有重要地位,幼體具有驚人的複雜的適應能力。大家知道,成體的壽命常常僅局限於進行生殖活動的幾小時、幾天或幾星期的範圍內而已,但是幼體卻需適應一切可能遇到的生活環境,經歷的時間是一年、幾年,甚至十幾年。例如,蜉蝣僅活一天,交尾後便死亡,可是,它的水生幼體卻得經過三年時間,才能完成幼體階段。
無論幼體的生活期長短如何,都有一個限度。到時候,幼體就會遇到一個導致成體出現的重要關頭。幼體在蛹的狀態下不食不動,在角質殼中或者有時在外面被覆著絲質的小繭中,進行著新組織結構的形式——一種喪失知覺的改造。在這個過程中,它的組織形成了成體器官,最後顯現出來,這就完成了「變態」。於是,由乾燥如死的蛹,孵化出了展翅飛舞的蝴蝶。 長期以來,生物學家們想了解這一不可思議的「變態」現象。完全「變態」的昆蟲具有發育不連續性的特點,而且還有一個由受精卵經過分割作用以後的細胞所形成的特別分區。其中,有些細胞形成幼休的組織、器官以及整個幼體,另一些細胞則存放著,在形態形成時期休息著,而在幼體發育成長中進行蛻皮、再蛻皮,形成一些胚胎的貯存細胞並分為不同的組群,其中大部分稱為「成體胚芽」。這些成體胚芽在幼體內存在於由胚層的內表皮兩側的細胞所形成的小褶襞中。這些褶襞是由胚胎細胞所形成的、內側有小柄的小囊,是一些器官的原基,它們在「變態」中將形成器官。這些成體胚芽是已經定性的,可以人工地取出來,移植到另一幼體(或幼蠶)上。它們內部保存著的定型結構,也可以進行人工移植。它們顯現出來的性質,也就是它們所代表的器官的固有性質。
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