昆虫发育之谜（昆虫变态的秘密）

在新奥尔良奥杜邦蝴蝶园和昆虫馆里，一只圣歌女神裙绡蝶的蝶蛹正挂在那里。图源：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC IMAGE COLLECTION

撰文：LIZ LANGLEY　　蝴蝶也许是造物主最得意的作品：从一只胖乎乎的小毛毛虫，摇身一变，就成了扑扇着翅膀的艺术品。但拥有“完全变态”（holometabolism）这项神奇技能的，可不只是蝴蝶。　　在已知的昆虫里，包括蜂、甲虫、苍蝇和飞蛾，多达75%的昆虫一生中会经历四个阶段：卵、幼虫、蛹和成虫。完全变态最令人惊讶的地方在于，幼虫和成虫的外表和行为截然不同。　　其他昆虫，比如蚱蜢和蜻蜓，则属于不完全变态，它们会经历三个生命阶段：卵、幼虫或若虫，以及成虫。若虫看上去像小一点的成虫，进食并蜕皮直至成年。

蜜蜂的幼虫在蜂巢的巢室里发育成成虫。图源：ANAND VARMA, NATIONAL GEOGRAPHIC IMAGE COLLECTION

卵与幼虫　　几乎所有的昆虫最初都是卵，然后孵化成幼虫。毛毛虫就是大家都熟悉的一种幼虫，但另一些幼虫看上去像蠕虫或小昆虫，比如瓢虫。　　幼虫的主要任务是生长和蜕皮，这一过程靠激素推动。蜕皮的每一个阶段被称为龄期，有些昆虫在进入下一阶段前，会经历多达5次蜕皮。　　幼虫食量惊人，仿佛明天就没有东西吃一样，从某种意义上来说，确实是这样。变态（从幼虫发育为成虫）几乎改变了一切。　　经历不完全变态的昆虫，其幼虫被称为若虫。很多昆虫的若虫，比如蚱蜢，外表和行为很像缩小版的成虫。另一些，比如叶蝉，则与成虫略有差别，长有翅芽。但这些昆虫和成虫吃同样的东西，用同样的方式移动，经过多次蜕皮直至成熟。蝉需要17年才能成年，大部分时候都待在地下。蛹　　最后一个龄期完成蜕皮后，经历完全变态的昆虫会变成蛹。有时候，它们会把自己封闭在一个坚硬的茧里，蝴蝶和飞蛾用自己的丝做成蛹。一旦完成，它们就会倒挂在丝线上。　　其他昆虫则有不同的策略。比如，美国热带地区的大力甲虫，在经过近两年类似蠕虫的幼虫阶段后，它们会积攒足够多的排泄物，为自己打造坚硬的茧。　　Richard Jones说，这些巨型甲虫竟然会结茧，实在太奇怪了。Jones是英国作家、昆虫学家，不属于任何大学或机构。　　“大多数甲虫没有茧，”Jones说：“它们只是简单地抖掉幼虫阶段最后的外皮，化蛹。瓢虫在树叶上完成这一步骤”——根本不需要睡袋。　　其他的甲虫，比如美国的萤火虫，则栖息在土中。　　一些石蛾会用当地河流和小溪中的岩石和贝壳打造巢壳，然后封闭起来在里面化蛹。蜜蜂幼虫则像蛴螬一样，在蜂巢内密封的巢室里化蛹。成虫　　刚刚破茧成蝶的蝴蝶看起来有点无精打采，它的翅膀是湿的，需要几个小时展开，才能翩翩起舞。大力甲虫伸出壮观的角；石蛾打破自己建造的巢壳，游到水面，完成最后一次蜕皮，然后飞走。　　通常情况下，成虫的寿命并不长，比如蜻蜓只能活一个月左右，但在此之前的幼虫阶段则会持续大约3年。　　很多昆虫，比如萤火虫和大蚊，在短暂的成年期完全不吃东西，把宝贵的时间用来寻找配偶。美洲月形天蚕蛾甚至没有嘴和消化系统。　　这并不是说，成年昆虫只是从前的影子。2008年，华盛顿特区乔治城大学的研究人员训练烟草天蛾的幼虫厌恶并躲避一种特别的气味。变成飞蛾后，它们仍会避开这种味道；这说明成虫能够记住幼虫时的经历。复杂的生命周期为何如此复杂？　　变态是一种成功的策略，因为幼虫和成虫的食物不一样。毛毛虫喜欢营养丰富的叶子，以确保所有的发育变化，而蝴蝶只需要吮吸花蜜（本质上是糖水）。　　对于发育形态差别如此之大的物种而言，“就像突然之间创造了一个没有竞争的空间，”图森亚利桑那大学的昆虫学家Katy Prudic说。父母和后代不会争夺资源，生命的两个阶段可以各自发展。　　“这是一个真正重塑自我的奇妙过程，”Prudic补充说：“当昆虫变态时，它们可以四处探索，前往作为卵和幼虫无法去到的地方。”（译者：Sky 4）