朝生暮死,最短只活5分鐘,蜉蝣用3.5億年時間走向生命的極端

2023-03-30   怪羅科普

原標題:朝生暮死,最短只活5分鐘,蜉蝣用3.5億年時間走向生命的極端

GlobalP/ iStock

很多人可能不知道,「衣冠楚楚」最早是形容蜉蝣的。

在古人的觀察中,蜉蝣的生命極其短暫,加上其精靈般曼妙的身姿,激發了無數文人墨客的創作欲,所以留下了許多關於蜉蝣的詩詞歌賦。

比較有意思的是,許多關於蜉蝣的描述中,中西方文化都表現出少有的一致,比如都喜歡用它來形容生命短暫。

但是,蜉蝣到底是什麼樣的昆蟲呢,它們這一生為何會如此短暫,這種生存模式到底有何意義呢?

蜉蝣是什麼樣的昆蟲?

蜉蝣是蜉蝣目昆蟲的總稱,這是一個種類繁多的家族,全世界已描述的就超過3000種,被分為42科400多個屬,中國也有200多種。

所有蜉蝣的成蟲其實都差不多,它們的壽命確實非常短暫,有些種類的雌性甚至只有5分鐘的壽命,而另外一些壽命長的也就兩三天。

在進入成蟲之前,在若蟲(蜉蝣是不完全變態發育昆蟲)完成最後一次蛻殼之後,蜉蝣有一個昆蟲界獨一無二的的生命周期——「亞成蟲」階段

在進入亞成蟲後,蜉蝣長出了可用的翅膀,但是口器幾乎完全退化,大部分內臟被排出,整個腹部幾乎由空氣填充,所以從這個階段開始,蜉蝣就不會再進食了,之後的活動全部使用存儲的能量。

亞成蟲相對於成蟲顏色會更深,我們平時在水面上看到壯觀的蜉蝣亂飛景象,基本都是亞成蟲蜉蝣群,它們會一起出現,然後各自找地方躲起來並完成最後一次蛻變,變成成蟲。

蜉蝣成蟲非常「乏味」,它們幾乎沒有肌肉,飛行也任由氣流來帶動,十分脆弱,生命的全部都是用來繁殖的。

在繁殖的過程中有點類似蜜蜂的婚飛,根據大英百科全書的描述,許多蜉蝣是成群雄性先飛行跳舞,然後雌性加入群體,選擇它認為最優秀的完成配對,整個過程可能只有幾秒鐘時間。

那些完成配對的雌性會找水源產卵——通常是上游區域,不過這時候它們身上的能量基本已經所剩無幾,所以如果它們不小心飛得離水源太遠的話,那它將只能把卵產在土地里,進而無法孵化。

雄性則會繼續「婚飛」,並試圖和任何一隻加入的雌性配對,直到身上的能量全部用盡,走到生命的終點。

蜉蝣的若蟲十分多樣

古人描述的蜉蝣基本就是其成蟲和亞成蟲階段,事實上蜉蝣最精彩的部分是它們的若蟲,估計古時候的人們會把蜉蝣的若蟲當作不同的動物對待,因為蜉蝣的若蟲實在太多樣了。

蜉蝣若蟲是生活在水中的,這意味著它們是非常古老的昆蟲形態,以至於若蟲還無法離開水生存。

事實也是如此,蜉蝣目可能已經存在3.5億年了,目前已知最古老的化石可以追溯到3.12億年前。

它們是第一批長出翅膀的昆蟲,且至今保留古老翅膀的特徵——你會發現它們的翅膀並不是平放在腹部而是立著的,我們前面提到的亞成蟲階段其實也是昆蟲的古老特徵。

水中的蜉蝣若蟲壽命非常長,有一些甚至可以長到數年、蛻皮數十次之久,為了適應不同的環境,不同蜉蝣若蟲的體態差異更是巨大,食性也完全不同。

圖:蜉蝣科

比較常見的蜉蝣科,其若蟲就像是水中「土狗」(螻蛄)一樣,生活在水下,會用強壯的四肢刨開泥土,裝入地下,其食性是食腐的,偶爾也會獵食。

圖:等蜉科

再比如等蜉科,其若蟲身體到處都長著像是魚鰭一樣的結構,這讓它們成為游泳健將,而它們的食性是濾食的。

圖:扁蜉科

在湍急的河流中,一樣也有專門為其打造身體的蜉蝣,比如扁蜉科,它們的身體變得很扁,減少了水流方向的接觸面,另外它們的四肢非常有力,可以牢牢抓住岩石,不至於被水沖走。

相較於蜉蝣多樣的若蟲,以及千篇一律的短暫的成蟲,我想更多人想知道的是,蜉蝣為什麼會變成這樣,它們成蟲壽命如此短暫到底有何意義?

用3.5億年走向極端

不知道你是否有思考過,生物的壽命很長又到底有什麼意義?

大象很長壽,但它們的繁殖能力就很差

其實,長壽對生物來說有一些非常巨大的劣勢,那就是個體需要面對的風險會隨著生存時間的增加而增加,而且生存資源會被霸占,這無論對個體還是群體都不是很有利,但是它也有一些生物無法拒絕的優勢,其中最重要的一點就是壽命越長意味著繁殖機會越多。

簡單地說,如果生命的意義是讓基因延續的話——至少目前來看自然界確實如此,那麼長壽和短命就沒有絕對的好處和壞處,完全取決於生物自身和它生存的環境。

所以,我們先不用感嘆蜉蝣一生短暫是否有意義,只要它能夠讓自己取得更多的繁殖機會,那麼對於生物而言這就是成功的特徵。

蜉蝣是古老的昆蟲,但古老有時候並不是什麼褒義詞,因為它往往意味著不夠與時俱進,或者說這種生物存在一些過時的生理特徵。

蜉蝣古老的翅膀形式和以及它們獨一無二的亞成蟲階段都不是特別合理,算是生存劣勢。

它們那種翅膀能耗更高,機動性卻更差,而搞出個亞成蟲階段出來也是非常浪費時間和能量的奇葩階段(蜉蝣這個階段的解釋現在存在爭議,有些學者認為它是蛹的遺蹟,有些人則認為它就是一個過渡階段)。

低效的特徵在自然選擇中很容易被拋棄,所以其它昆蟲都沒有這兩個特徵。

但是蜉蝣卻依然保留著,這是耐人尋味的,只能說它們在其它方面取得了巨大的成功,對衝掉了這些劣勢。

在這裡,我能想到的就是它們的「朝生暮死」的成蟲繁殖方式——蜉蝣成蟲階段在生理和心理上都幾乎拋棄了一切,只留下一個目的——繁殖。

對於蜉蝣而言,它們其實並不擔心繁殖機會的多少,因為它們採用的是 「諾曼第海灘繁殖策略」,也就是許多個體一起成熟,然後大家在同一時間繁殖。

這種策略在自然界其實非常普遍,有許多這樣生存的動物,也有許多這樣繁殖的,比如我們熟悉的一些海洋魚群,還有蟬等等都是這樣的。

這種策略的好處就是集中在一起,種群規模越大,對於每一個個體而言,它被捕食者吃掉的機率就會越低,因此總有人活下來,總有人完成繁殖。

在這種繁殖策略下,蜉蝣可以不太考慮繁殖機會的問題——因為身邊到處都是對象,那麼長壽就變得沒多少意義了,所以它們不用為此投入太多。

不用太長壽的話,那麼成蟲的生存技能似乎也沒啥意義了,所以它們又可以繼續給身體減配了。

在3.5億年的演化過程,蜉蝣成蟲就這樣不斷減配,它們的壽命越來越短,保留的器官也越來越少。

最終它們成功變成壽命最短的動物,任人宰割的對象,但這絕對不應該成為我們憐憫它們的原因,恰恰相反,這是它們優秀的體現。

參考資料:

[1].蜉蝣:你們只知我朝生暮死,而我只管吃香喝辣.物種日曆

[2].https://doi.org/10.1101/2021.03.17.435759

[3].https://www.britannica.com/animal/mayfly