奇妙的昆蟲世界: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))就是毫米級的了,體長僅為三毫米左右。雖然名字叫“盲”蝽,但它們絕對不是瞎子。一對暗褐色的復(fù)眼,功能正常,是它們尋找食物、配偶、躲避天敵的主要視覺工具。這個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,而不是說它們的視覺功能有障礙。
泛泰盲蝽(學(xué)名:Panthalis sp.)也是是半翅目盲蝽科昆蟲,它比煙盲蝽大一些,體長范圍在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大復(fù)眼之間空空如也,沒有單眼。

(在采食花蜜的泛泰盲蝽)
單復(fù)眼結(jié)構(gòu)是大多數(shù)昆蟲的視覺系統(tǒng)構(gòu)造。
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復(fù)眼:復(fù)眼由數(shù)萬個單眼組成,單個小眼面呈六角形排列,組合后形成廣闊視野,就像兩個高級的廣角攝像機,負責(zé)成像,識別物體的形狀、大小、運動軌跡和細節(jié)。
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單眼:是生物進化過程中形成的特殊光感受器,主要存在于無脊椎動物及大部分昆蟲中,像高靈敏度的光線傳感器、警報器或?qū)Ш絻x,提供快速反應(yīng)信號。它雖然不能“看”清圖像,但有感知危險、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)雜和高效的視覺系統(tǒng)之一,也是昆蟲生存競爭的法寶。
蝴蝶的兩只單眼比較初級,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的明暗變化,判斷是白天還是黑夜,從而決定是否活動,單眼接收的光信號還能幫助蝴蝶調(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,所以蜜蜂不會迷路。

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

(三只單眼的巧妙分布,使這個昆蟲好像又多了一個腦袋)
食蟲虻是兇猛的空中捕食者,能夠在飛行中精準地攔截和捕捉其他昆蟲。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)更能快速感知光線和地平線的變化,使他在保持高速飛行的同時,實現(xiàn)精準獵殺。

(伴彎頂毛食蟲虻抓到了一只小昆蟲)
蜻蜓和豆娘也是飛行和捕食高手,在昆蟲世界里,它們單眼非常發(fā)達和顯眼。巨大的單眼意味著更多的感光細胞,能更敏銳地感知光強的微小變化,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,那么盲蝽為什么沒有單眼或者說是退化掉了呢?首先,盲蝽類昆蟲都很小,小型化帶來了一個核心限制——頭部空間、能量和神經(jīng)處理能力都非常有限,生物無法在所有感官上都做到極致,必須“把錢花在刀刃上”;其次,它們不善飛行,而跟多情況是摸索前進,對單眼的功能性需求不強,跳蚤和部分部分虱子的單眼也退化了,這就是用進廢退的進化法則;最后盲蝽食性高度多樣化,既可吃比它更小的蟲,比如蚜蟲,也可以吃植物的花蜜或汁液,這時候強大的口器和發(fā)達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,盲蝽為什么沒有單眼,這體現(xiàn)了進化生物學(xué)中一個核心概念——權(quán)衡。生物很少會“全都要”,它們總是在不同的性狀之間做出取舍,務(wù)實高效地配置有限的資源。
這個小蟲給了我們一個小小啟示,其實“盲蝽”并不“盲目”。別人都覺得好的東西也許對你并沒有什么用處;隨著時間條件的變化,有時選擇也會變化,讓現(xiàn)代人來選擇“魚”和“熊掌”,可能許多人會選魚,因為他們認為白肉比紅肉更健康。
還有一個有趣的現(xiàn)象,自然界中不存在一只單眼的現(xiàn)象,最少是兩只(也說明立體視覺的重要性),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出亂子,這是否是自然辯證法應(yīng)該討論的問題呢?
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