原来可以这样“闻”
你知道昆虫也能闻气味吗?在昆虫的头部,眼睛的上方,有两根“须”,这就是昆虫的“鼻子”。昆虫学家称它为触角,昆虫就是靠触角来闻气味。
有人做过一个实验:分别放上一堆糖粒和一堆木屑,用铁网隔开,然后捉些活蟑螂,其中几只剪去触角,一起放在有木屑的一边。过一会儿,那些有触角的蟑螂就会穿过铁网的小孔,爬到糖堆那边去,而没了触角的蟑螂,则仍在木屑堆上胡乱爬行。
实验表明,昆虫的触角确有嗅觉的作用。
昆虫的种类繁多,触角的形状也各不相同。蝗虫、蟑螂、蟋蟀头上的一对触角,前后粗细变化不大,看上去像两根鞭子,故叫“鞭状触角”;苍蝇的触角,有点像多芒的麦穗,叫“具芒触角”;金龟子的触角,则是一片片连接而成的,很像鱼鳃,就称“鳃状触角”;蚊子的触角有许多分枝,宛如两把刷子,称做“环毛状触角”;白蚁的触角像佛僧们手中的念珠,所以就叫“念珠状触角”。此外,还有蚤的锤状触角、蛾子的羽状触角、蜜蜂的膝状触角……即使同一种昆虫,雌雄之间的触角形状也不尽相同,例如有种地老虎,雌性的触角为丝状,而雄的则为羽状。
昆虫的触角除了形状上有明显的差异外,长短也很悬殊。蜻蜓、知了的触角很短,只有在放大镜下才能观察清楚,而蟋蟀、天牛、蝴蝶等的触角就很长了。科学家在浙江西天目山考察中发现,有种孟斯科昆虫纺织娘,触角平均长度居然超过了40毫米。
尽管昆虫的触角千奇百态,但它们的结构却基本相同,都长在复眼前方的两个叫触角窝的小凹坑里。触角由许多小节组成,大体可分3部分,基部第一节比较粗短,叫柄节,它以膜质连接于触角窝边缘,起了支撑上面各节的作用;第一二节叫梗节;第三节以后的各节,统称为鞭节。各种昆虫触角形状和长短的变化主要表现在鞭节上。
科学家们发现,昆虫的触角上长着许多不同形状的嗅觉窝,每个窝都由一个小腔与外界相通,窝内分布感觉神经纤维,直接与脑神经中枢相连。所以,昆虫的两根触角总是在不停地东摇西摆,探测周围极其微弱的气味信息。
当然,嗅觉窝并不是分布在昆虫的整个触角上,而是有特定的部位。在电子显微镜下我们可以看到,蚜虫的嗅觉窝多半生在柄节上,蜜蜂的嗅觉窝主要分布于触角鞭节前端。昆虫嗅觉窝的数量也不一致,蜜蜂工蜂的触角上大约有6 000个嗅觉窝,而雄蜂竟有30 000个以上。一般来说,雄虫的触角比雌虫要发达,嗅觉窝自然也较多,比如雄金龟子的触角上有50 000多个嗅觉窝,而雌的还不到8 000个。
昆虫的触角,尽管在外形、长度、嗅觉窝数量上千差万别,但是,它们的嗅觉灵敏度都相当惊人,能敏锐地感觉到各种化学物质的气味,寻觅食物和识别伙伴。比如,苍蝇只要闻到粪臭、鱼腥味,就会从四面八方云集而来,蚊子闻到人身上的汗酸味,便会嗡嗡飞来咬人,蜜蜂和蝴蝶能闻出各种花果的香味,找到它们爱吃的花蜜。蚂蚁还可以用触角来辨认自己的同伴,假如把几个蚂蚁放入另一窝蚂蚁的蚁巢内,由于彼此气味相异,这些外来的蚂蚁很快会遭到猛烈的攻击,而被活活咬死。昆虫也能依靠触角寻找配偶。一般昆虫的雌虫活动性不强,有的甚至翅膀完全退化,不能飞翔,但在性成熟时,雌虫能分泌一种叫性诱素的化学物质,这种物质有特殊的气味,随空气的流动而扩散到周围环境中。雄虫凭触角可以闻出这种气味,不远千里,飞来向雌虫“求爱”。一只雌蚕蛾虽然仅分泌出0.005~1.0微克的性诱素,就诱引了一百万只雄峨前来“约会”。可是,一旦用剪刀剪去雄虫的触角,或在触角上涂上蜡质,这时即使雌虫近在眼前,雄虫也无动于衷,因为它们丧失了嗅觉功能。昆虫还能依赖触角来选择产卵场所。菜粉蝶闻到萝卜、青菜等植物挥发出来的芥子油气味,就飞到这些蔬菜上产卵,米蛾闻到大米的气味,就会钻进米囤产卵。
昆虫的触角除了有“鼻子”的嗅觉作用外,有的还能起到“耳朵”的听觉作用呢!如蚜虫的“耳朵”就长在触角根部的柄节上,雄蚊的“耳朵”长在触角的第二节上,蓬蓬松松的感觉毛可以接受雌虫飞行时发出的嗡嗡声。有的昆虫,如夜蛾、虎蛾,它们羽状的触角还像是无源雷达探测器,能探测其他蛾子飞行时胸部发出的红外线。蛾子凭其“雷达”导航,可以方便地找到食物和配偶。
有些昆虫的触角还有其他特殊的本领,如水蚤在游泳时,靠触角维持身体的平衡,地胆、水龟的雄虫,能用触角执握雌虫,进行交配。还有一种水生的牙虫,可以用露出水面的触角进行呼吸。
正因为昆虫有了这种“鼻子”,所以就具有趋化性和趋避性。蜜蜂寻香,苍蝇逐臭,就是昆虫的趋化性。趋避性就是昆虫闻到某种气味而远远躲开的行为。人们根据昆虫的这种特性,已经制造出许多有气味的杀虫剂。其中,有些是利用昆虫的趋化性,如人工合成的性诱剂,诱集害虫,聚而歼之。有些是利用昆虫的趋避性,如驱蚊香、樟脑丸等各种驱虫剂。
昆虫奇妙的“鼻子”,也引起仿生学家的浓厚兴趣,借鉴昆虫嗅觉器官,成功地研制了嗅敏仪和气体检测仪,它们比一般的自动分析仪器更加灵敏、快速和小型化,这些被形象地称为“电子鼻”的仪器,在生产实践和科学实验中已获得了广泛的运用。
近年来,科学家们对昆虫的触角进行了更广泛和更深入的研究,这不仅可以大大地丰富仿生学的内容,而且为害虫防治工作开辟了更新、更广阔的途径。
编辑/张烨
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