昆蟲是世界上物種最多、分佈最廣的動物,幾乎佔據了陸地生態系統的每個角落。約4.8億年前的奧陶紀,昆蟲的祖先成功從海洋登上陸地,並在陸地上分化出高度多樣化的類群。但你知道嗎?有極少數的昆蟲選擇了一條艱辛的道路——重回海洋,海蝽科昆蟲就是其中的佼佼者。
海蝽科昆蟲的生存環境,它們藏在這一塊塊的礁石之中
(圖源:《知識就是力量》雜誌)
於珊瑚礁
海域滑行
海蝽科,屬昆蟲綱半翅目,是昆蟲綱中罕見的嚴格海生類群,一生只生活在海洋中,主要分佈於太平洋和印度洋的熱帶海域。海蝽科昆蟲種類稀少,目前,全世界已知該科昆蟲共13種。2019年,中國科研人員於海南省三沙市西沙群島的羚羊礁海域發現了一種新的海蝽科昆蟲,將其命名為羚羊礁海蝽。
海蝽科昆蟲的成蟲,蟲體只有3~4毫米長,無翅,多為黑色,但體表佈滿了白色的拒水毛(可以使蟲體免遭打溼,還能夠幫它們保持水分)。
它們大多以捕食小型的節肢動物(動物界物種最多的一門,有幾丁質——一種含氮的多糖,為真皮細胞的分泌物——外骨骼,身體左右對稱、分節,附肢也分節,如蝦、蟹、蜘蛛、蜈蚣等)為生,如其他海生蝽類昆蟲(海蝽科、黽〔mǐn〕蝽科、寬肩蝽科等)、彈尾蟲(小型無翅昆蟲,俗稱跳蟲,受驚時會釋放身體後部的一個小器官,彈到空中)、鉤蝦(一類細小的甲殼動物)、甲蟲等。
雄性羚羊礁海蝽(圖源:《知識就是力量》雜誌)
雖然蟲體只有幾毫米,研究人員卻有辨別雌雄海蝽科昆蟲的辦法。從外觀來看,雄性個體通常更大一些,部分個體還有非常強壯且帶刺的前足;雌性個體雖小,前足也沒有進化出特別的結構和功能,但背部有一個倒“Y”字形圖案。
雌性羚羊礁海蝽(圖源:《知識就是力量》雜誌)
海蝽科昆蟲的生命活動與珊瑚礁息息相關,因此也被稱作“珊瑚礁海域的滑行者”。落潮時,它們快速穿梭在珊瑚礁的縫隙中,或停留在海面漂浮物上小憩,末齡若蟲(不完全變態類昆蟲的幼期,身體部分器官尚未完全發育)和成蟲甚至可以划行到離潮間帶(海水每天漲落的高潮線與低潮線之間的沿岸海濱地帶)很遠的地方玩耍、覓食、尋找伴侶;漲潮時,它們便躲進珊瑚礁的縫隙中,用縫隙中困住的空氣呼吸。
漂浮在珊瑚礁上的長滿藻類的廢棄繩索,海蝽科昆蟲便藏身其中(圖源:《知識就是力量》雜誌)
小蟲子的
大勇氣
三疊紀(中生代第一個紀,距今2.5億~2.05億年)末期,火山的高強度、大面積噴發,引發了地質歷史上五大生物叢集滅絕事件之一——三疊紀末期生物大滅絕,整個地球被長期籠罩在火山噴發帶來的巨大生態災難之中。珊瑚礁系統也遭受了沉重的打擊,其恢復過程可能一直持續到侏羅紀(中生代第二個紀,距今2.05億~1.37億年)中期。
近期,科研人員在對海蝽科昆蟲的基因組進行研究後發現,在約1.92億年前的侏羅紀早期,海蝽科昆蟲的祖先便克服恐懼,慢慢地掌握了海洋的潮汐規律,適應了海邊嚴峻的生存環境。
在與海蝽科昆蟲親緣關係很近的其他蝽類昆蟲中,有一些類群也在各自的進化過程中,分別適應了入海口、紅樹林、潮間帶、開闊洋麵等不同的海洋生境(生物所生存的空間範圍與環境條件的總和),各自走完了重返海洋的探險之路。但與這些昆蟲相比,海蝽科昆蟲的起源更早,很可能是最早成功回到典型海洋環境生活的“勇士”。
進化!向著大海
為適應海洋環境,海蝽科昆蟲做了許多努力。它們將若蟲的齡期(相鄰兩次蛻皮之間所經歷的時間)從5個減至4個,為了躲避捕食者的追捕,採用更加精細、靈巧的運動方式。
海蝽科昆蟲的4個齡期
(圖源:《知識就是力量》雜誌)
除了習性、生活週期、運動方式等,科研人員對其基因組研究發現,它們很多調控生命活動的基因數量都出現了顯著減少,如有關蛻皮週期和飛翔的基因——這些改變恰巧與其若蟲齡期減少和無翅的特徵相對應。
海蝽科昆蟲的卵(圖源:《知識就是力量》雜誌)
此外,在它們的腸道內,還存在著許多微生物,海蝽科昆蟲與它們在脂肪酸合成和降解等多種代謝途徑中互幫互助、高度互補,這種關係在其適應嚴峻的海洋生存環境中發揮了非常重要的作用。
儘管它們為生存如此努力,適合海蝽科昆蟲生存的生境依然非常狹窄,有些物種僅分佈在一個孤立的島嶼之上,即使在臨近的島嶼也難以發現蹤跡。這意味著它們的生存環境較為脆弱,小範圍內的棲息地若被破壞都會面臨滅絕的風險。
如今,隨著全球氣候變暖和海平面上升,它們的棲息環境正在悄無聲息地發生變化。海蝽科昆蟲的分佈與海洋洋流的迴圈關係十分緊密,對其進行研究,能夠發現海洋生物地理的演化規律。另外,它的存在對生態環境有非常重要的指示作用,因此,只有保護好海洋環境,維護海洋生物賴以生存的家園,才能讓更多海生昆蟲出現在大家面前。
海浪、鹽分、滲透壓、無植物……多年來,科研人員用各種原因解釋昆蟲為什麼不願涉足海洋,但海洋中,依然有小小的昆蟲遊弋著,體內藏著數億年間進化的秘密。
撰文 | 王豔會
責任編輯 | 牛一名、段陽陽
運營編輯 | 段陽陽
質量稽核 | 業蕾
❖ 文章來源:《知識就是力量》雜誌
《從侏羅紀游來的昆蟲—— 海蝽科昆蟲》 ❖
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