农历新年即将来临,家家户户忙着辞旧迎新,张灯结彩迎接龙年。在生物界中,到底有没有“龙”这种谜一样的生物呢?当代学者普遍认为,古代人们所称的“龙”极有可能是巨型鳄鱼,或是像科摩多巨蜥(Komodo dragon)的巨型蜥蜴。

本期《科普》,笔者以蜻蜓(dragonfly)切题,与龙作连接,介绍这种平易近人的昆虫。蜻蜓是一种古老而美丽的飞行昆虫,有着独特的生物形态和飞行能力,对人类文化和自然生态占有重要地位。

蜻蜓的特征

唐代诗豪刘禹锡曾在《春词》写道:“行到中庭数花朵,蜻蜓飞上玉搔头”,描绘春天庭院的美景。蜻蜓三两飞行于池畔,既赏心悦目,也凸显了它们得天独厚的飞行能力——既能长途跋涉,也能在空中骤停骤降。

蜻蜓在生物学上归类为昆虫纲蜻蛉目(Odonata),根据一份2021年的研究报告,全球大约有6316种蜻蜓,除了南北两极外,蜻蜓的足迹遍布全世界,在热带国家最为常见。根据新加坡国家公园局的统计,本地的蜻蜓物种数量多达136种。

蜻蜓全身分为头、胸、腹三部分。头部有一对复眼和三只单眼,能够看到近360度的视野,其口器有一对强有力的下颚,能够迅速地咬住猎物。蜻蜓的触角很短,主要用于感知气味。此外,它的胸部有三对节肢,用途就像人类的手,末端长有一对爪子,腿上的刚毛形成网状,可用来捕捉空中的猎物。

蜻蜓在交配时形成心形姿势;右上为雄性蜻蜓,左下为雌性蜻蜓。(互联网)

有趣的是,蜻蜓的节肢不适合步行,即使是咫尺之遥的距离,蜻蜓也只能乖乖飞行。蜻蜓胸部长有两对翅膀,前后翅的形状不同,能够独立地运动。由蜻蜓本身的飞行肌产生不同的力和扭矩,使它们能够在空中做出各种复杂的动作。通过前后翅之间的配合,蜻蜓能产生四种不同的飞行模式,时而冲刺,时而翱翔,就像一条腾云驾雾的龙。大型的蜻蜓飞行速度可达每小时50公里,与其体型相比,十分惊人。

蜻蜓腹部有10节,呈圆柱形或扁平形,有些种类的腹部末端有一些突起或刺,用于抓住配偶或猎物。蜻蜓的繁衍方式与众不同:其生殖器位于腹部的第九节,雄性在第二腹节也有一个次生生殖器。蜻蜓交配前,雄性先将精子从第九节转移到第二节,然后用腹部末端抓住雌性,雌性则会弯曲腹部,用卵管从雄性的第二节接收精子,完成受精。这一系列的动作繁复,雌雄蜻蜓形成一个心形或轮形的姿势,至今在演化史上仍然是个谜。

蜻蜓的成长

蜻蜓是一种不完全变态(Hemimetabolism)类的昆虫,它们的生活史分为卵、稚虫和成虫三个阶段。蜻蜓交配之后,雌虫通常会立即在水中或水边的植物上产卵。 “蜻蜓点水”就是描绘其在水面产卵的画面。

蜻蜓的卵直径约为0.5至1毫米,有一层透明的胶质包裹,呈米粒形或圆形。孵化时间取决于温度和物种,通常在一至数周内孵化。稚虫完全生活在水中,以其他水生动物为食,身体和成虫有很大区别,头部有一对能够伸缩的下颚,胸部没有翅膀,腹部有三对鳃,腹部末端能够喷出水流,快速移动或逃避敌人。

稚虫成长期短为数月,长为五年,期间要经历多次蜕皮;每次蜕皮后,身体会变大,翅膀会逐渐发育,直到最后一次蜕皮,稚虫会爬出水面,停留在水边的植物上,羽化成虫。成虫完全生活在陆地上,以其他飞行昆虫为食,胸部的翅膀完全发育,能够自由飞行,腹部的鳃消失,改用气管呼吸。

蜻蜓多数在春夏两季羽化为成虫,这富有新生寓意的场景,正如南宋诗人杨万里《小池》里描绘的初夏风光:“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头。”

蜻蜓的生态作用

蜻蜓在水中和陆地上都有着不可或缺的生态作用。由于其特别的成长过程,便于观察等等优点,蜻蜓是最早被国际自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature)列为评估淡水环境和生物多样性多项指标的杰出昆虫。蜻蜓的兴衰,反映了其生态环境的健康。

在水中,蜻蜓的稚虫是食物链的中层消费者,能够控制如孑孓、水蚤等有害水生昆虫的数量,减少疾病的传播和水质的污染。此外,稚虫也是其他水生动物如小鱼、青蛙、水鸟等的食物来源,维持水生生态的平衡。

在陆地上,蜻蜓的成虫是食物链的顶级捕食者,能够捕食大量的飞行昆虫,如苍蝇、蜜蜂、蝴蝶、蚊子等,控制害虫的数量和病原体的传播,保护农作物和人类健康。同时,蜻蜓是一些陆生动物如蜘蛛、蜥蜴、蛇、鸟等的食物来源,促进陆生生态的多样性。

在日本文化中,蜻蜓被视为“胜利之虫”,其只能前进,不能倒退的飞行特点,被认为是勇往直前的象征。祝福各位读者在来临的龙年,龙腾虎跃,旗开得胜!

云南蜻蜓种类多

日本古称“秋津国”,秋津(あきつ Akitsu)指的是蜻蜓。

中国有将近1000种蜻蜓,是世界上拥有最多蜻蜓物种的国家,而这1000种蜻蜓约有一半可在云南省找到。云南气候优越,淡水资源发达,地形起伏巨大,因此造就了蜻蜓物种的多样性。

*由英国昆虫学家Charles Owen Waterhouse在1877年发现。