在很久很久以前,小编听说,毛毛虫是会自己走路、吃东西的胎盘,毛毛虫结成蛹其实本身已经死掉了,这顿时让小编对昆虫的变态发育燃起了浓厚的兴趣。嘿嘿嘿,果然够变态呀?(????)(并不是)接下来,就和小编一起了解一下毛毛虫的变态发育叭!
俗话说,“女大十八变,越变越好看”,可单论变好看,自然界谁都比不过毛毛虫。昆虫的变态分为完全变态和不完全变态两种类型。有翅亚纲的内生翅类昆虫,如各种甲虫、蚊、蝶、蜂、蜂类和蝇类等,它们虫体自卵孵化后,幼虫和成虫不仅形态不同,生活方式和生活环境也不一致,从幼虫到成虫要经过一个蛹期。在蛹内进行剧烈的组织和器官的改造过程,蛹期过后成虫破蛹而出,这种发育叫做完全变态发育,毛毛虫的发育就属于完全变态发育。
毛毛虫们的体内有一个叫做“成虫盘”的细胞群。这个细胞群在卵中发育时就已经形成了,是一些还没有执行分化的细胞,类似于我们体内的干细胞,它们将会分化成眼睛、翅膀、腿等等,这些都是成年蝴蝶(或飞蛾)的身体部位。在一些毛毛虫种类中,这些成虫盘将终生保持休眠状态;而在其它种类中,甚至在毛虫形成蝶蛹或蚕茧之前,成虫盘就开始形成成虫的身体部位。有些四处游走的毛虫则将还未发育的小翅膀藏掖在身体里,但是从外面你永远看不出来,无论怎样,蛹期都是这些昆虫成虫盘细胞最重要的阶段。
当幼虫进入蛹期,在蜕皮激素与保幼激素等一系列激素的作用下,除了蛹(即表皮)和成虫盘细胞外,蛹内细胞都会被消化分解成富含蛋白质,脂肪等营养物质的浆液,接着,成虫细胞会利用这些浆液完成组织构建,分化出蝴蝶(或飞蛾)的翅膀、腿、眼睛、触角等器官,就是这些器官组成了漂亮的蝴蝶呀~(づ?ど)
所以,从某种意义上说,并不是毛毛虫变成了蝴蝶,而是毛毛虫里散落着即将变成蝴蝶器官的成虫盘,这些成虫盘细胞发育分化成的器官组成了蝴蝶,而毛毛虫就相当于是会自己去觅食的卵或者胎盘了。小编想,毛毛虫在变态发育后是不是蝴蝶这个问题也算得上是生物界的“反忒修斯之船悖论”了。
但是昆虫进行变态发育对于种群来说是好处多多的:可以让幼虫和成虫处于不同的生态位,吃不同的食物、生活在不同的小环境中,从而避免二者间发生竞争。这样一来,相当于一个种群占据了两个生态位呀,不愧是自然界中有名的变态*罒▽罒*(bushi)
注意:
被液化的组织占比并不是压倒性的,幼虫的呼吸系统、消化系统与神经系统大部分都继承了下来,有的部分甚至在羽化期间仍然维持着运作,最多也就是末梢或消化道长度等较轻微的变化;而成虫盘在此过程中汲取大多数养分并延展、伸长并分化出成虫特有的器官。
美国乔治城大学的一组科学家研究过成年蝴蝶是否有蝶蛹期的记忆。研究人员训练一组毛毛虫,让它们厌恶乙酸乙酯——经常用在卸甲油中的化学物质——的气味。训练方法是用小电流电击闻到乙酸乙酯的味道的毛毛虫。很快,这些毛毛虫就会主动避免这种气味,因为这会让它们想起电击。
等到这些毛毛虫变成飞蛾,科学家们再测试它们是否还会远离乙酸乙酯的气味。结果是,大多数飞蛾依然会远离乙酸乙酯的味道。这也就证明了毛毛虫时期避免难闻气味的记忆已经被带到飞蛾阶段。
参考资料
虫大十八变,毛毛虫的变态发育究竟是怎么做到的?(科普中国)
昆虫变态的奥秘(张金平)
昆虫变态发育类型与调控机制(洪芳,宋赫,安春菊)
蝴蝶会不会是毛毛虫体内的寄生虫?(科普专栏:SME情报员)
CT扫描揭开“化蛹成蝶”的秘密(快科技)
知乎问题:蝴蝶在经过变态发育后,和原来的毛毛虫还是同一个生物吗?
ButterfliesRememberWhatTheyLearnedasCaterpillars
-THEEND-
供稿
编辑部柴佳怡
排版
运营部岳鹏飞
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