2009年2月3日

人類出現以前的昆蟲生活—【森林篇】

作者/朱耀沂(台灣大學昆蟲系名譽教授)

約在4億5000萬年前,由於陸地的出現,一些海裡的植物,如地衣、苔蘚之類,開始將生活場所擴大到陸地,使得原先的裸地逐漸覆蓋上綠色的植物。就像追隨植物般,部分無脊椎動物開始登陸,其中包括體型嬌小且無翅的彈尾蟲、石蛃等原始型昆蟲的祖先們。再經過約1億年,即泥盆紀後期,陸地上出現了羊齒類的木本植物,它們在接下來的石炭紀形成繁茂巨大的森林,我們使用的燃料煤炭,便是此時的巨木所形成的化石,石炭紀的名稱也是從此來的。

石炭紀昆蟲界的一大盛事,就是出現蟑螂等有翅昆蟲。這些有翅昆蟲又可以分成舊翅類和新翅類,前者出現於石炭紀前期,雖然已長出翅膀,但它與身體的連結甚為簡單,只能豎立在背上,例如我們現在看到的蜻蜓、蜉蝣之類。其中最有名的是翅開展達60~70公分的巨蜻蜓(Meganeuropsis spp.),可以想見牠們飛翔在羊齒森林有多壯觀,不過這些巨形蜻蜓已在中生代絕跡。後者出現於石炭紀後期,牠們的翅膀與身體連接的構造較複雜,可以將翅膀折疊在身體後方,主要的代表物種是蟑螂,我們常見的蝗蟲、蟋蟀、蟬、椿象,也都屬於新翅類。

至2億5000萬年前的二疊紀,新翅類昆蟲中發生了一件大事,那就是完全變態類昆蟲的出現。此前的新翅類,孵化的幼蟲發育到老齡期就蛻皮變為成蟲,即所謂的不完全變態,由於幼蟲與成蟲生活在同一個場所,因此不完全變態類的幼蟲特別叫作若蟲(nymph)。新出現的完全變態類,幼蟲經過蛹期才羽化變為成蟲,與成蟲的生活形態完全不同。完全變態類的幼蟲(larva)沒有翅膀,主要的工作就是取食,讓身體長大;成蟲則是利用翅膀作較長距離的遷移,並以繁殖為主要任務,如此採取分工合作的方式,完成牠們的生活史。我們熟悉的蛾、蝴蝶、蜂、蠅、甲蟲等,都屬於完全變態類。在已知的一百多萬種昆蟲中,70%屬於此類,足見完全變態類昆蟲的生活方式優於不完全變態類。

談到人類出現前的昆蟲生活,不能不提蟑螂,因為蟑螂被公認是地球上的老住戶,在約4億年前的志留紀地層中,就曾發現蟑螂翅膀的化石。不妨捉來(打死的也可以)一隻美洲蜚蠊(Periplaneta americana),仔細觀察一下牠的身體構造吧。

蟑螂在約3億多年前的石炭紀進入繁榮期,當時氣候高溫多溼,巨大的羊齒森林籠罩在濃霧中,曬不到太陽的林床部,則有一些矮小的羊齒植物和苔蘚,以及老衰巨樹倒下形成的枯木、朽木;由於尚未出現大型脊椎動物,地上可見一堆又一堆的落葉和腐植土。這種潮溼多霧的環境不適宜飛翔,因此蟑螂雖有翅膀,但如我們現在所看到的,蟑螂並非飛翔高手,而是靠腳爬行。為了穿越落葉、枯枝的細縫狹處,並減少走動時的空氣阻力,牠們發展出細長的腳和扁平的身體,當一隻腳不幸被枯枝纏住,腳關節容易脫落,讓牠們順利脫身。而為了在潮溼的地方生活,牠們身上被覆了防水的脂質分泌物,體色也變成深褐色,以防穿過濃霧的紫外線照射。【更進一步的內容,請參閱第470期科學月刊】

6 則留言:

匿名 提到...

請問衣魚可稱為無蛹期昆蟲嗎?謝謝!!

餃仔 提到...

為何完全變態優於不完全變態?

科學月刊 提到...

關於以上兩個問題的解答:

1. 衣魚屬於無變態類,沒有蛹期。

2. 完全變態類優於不完全變態類,理由如下:

完全變態類的生活史是:卵→幼蟲→蛹→成蟲。完全變態類在幼蟲期的任務是攝取營養,讓身體發育長大;在蛹期是體內進行組織和器官的改造,以適應成蟲期的生活;成蟲期的工作主要是繁殖,留下自己的後代。因此,幼蟲與成蟲取食的食物不同,生活的環境和所利用的生活資源也都不同,當一方的生活資源受到限制時,不致影響另一方。

不完全變態類的生活史是:卵→若蟲(幼蟲)→成蟲。若蟲、成蟲利用相同的生活資源,當生活資源有限或受到破壞,若蟲、成蟲的生存會同時受到影響。

糖糖 提到...
作者已經移除這則留言。
糖糖 提到...

中生代的昆蟲都會飛嗎?

糖糖 提到...
作者已經移除這則留言。