蟬 盛夏的“潛伏者”

郭梅

夏日炎炎，樹葉如冠，蟬鳴陣陣。不少人對(duì)蟬厭惡至極：外形丑陋，聒噪不己。殊不知，沒有蟬鳴的夏天是不完整的。一只蟬從幼蟲羽化而來，需要在地下蟄伏幾年甚至十幾年，才能破土而出飛上高枝，壽命也只有一夏而己。

無蟬不夏天

“池塘邊的榕樹上，知了在聲聲叫著夏天……”這句耳熟能詳?shù)母柙~勾起了很多人童年的回憶，歌詞中提及的“知了聲”，相信也是人們記憶中夏天的組成之一。

蟬屬于同翅目蟬科，全世界已知約3000種，我國有200種左右，它們?cè)谧匀唤绯霈F(xiàn)的時(shí)間長短不一。最常見的蚱蟬，是蟬科昆蟲的代表種，俗稱“知了”。其幼蟲期又被稱為“知了猴”“結(jié)了龜”或“蟬龜”等，為同翅目蟬科體型最大的。

“居高聲自遠(yuǎn)，非是藉秋風(fēng)。”蟬鳴是炎熱夏季的背景音，自古以來就以“洪亮”而聞名，這要?dú)w功于它肚子上的膜發(fā)生器。昆蟲學(xué)家發(fā)現(xiàn)，雄蟬腹部下方有一對(duì)白色的半圓形音箱蓋，腹部里有鼓膜、發(fā)音肌、褶膜和鏡膜，還有一個(gè)空殼的共鳴室。當(dāng)它“唱歌”時(shí)，先收縮發(fā)音肌，使富有彈性的鼓膜盡量往里拉，然后發(fā)音肌迅速松弛下來，鼓膜恢復(fù)原狀。就這樣，發(fā)音肌在收縮與擴(kuò)張之間，鼓膜隨之凹凸，這種連續(xù)不斷的機(jī)械運(yùn)動(dòng)最后就會(huì)產(chǎn)生聲波振動(dòng)。當(dāng)聲波傳到腹部的褶膜和鏡膜時(shí)，通過發(fā)音肌收縮的快慢調(diào)節(jié)鼓膜發(fā)出音調(diào)的短長。當(dāng)聲波與空氣一起通過共鳴室時(shí)，聲音就被放大。這時(shí)，音箱蓋也會(huì)隨著聲波振動(dòng)而抑揚(yáng)頓挫。

在人類聽來沒什么變化的叫聲，蟬的世界里卻有三種意思表達(dá)：集合、求偶和受到驚嚇。有人測試過，每只雄蟬在尋求配偶時(shí)發(fā)出的嗚叫聲，高達(dá)80分貝至100分貝，這相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)或剪草機(jī)的噪聲。雖然聒噪得令人心煩，但人類對(duì)這種噪音毫無辦法。美國昆蟲學(xué)家克雷格·吉布斯曾笑言，“這是雄蟬尋找伴侶時(shí)發(fā)出的吶喊，人類耳中的噪音，在它們聽來卻是愛的呼喚。”

并不是所有的蟬發(fā)出的都是“知了知了”的聲音，像北美蟬的聲音為有節(jié)奏的滴答聲或嗚嗚聲，好似鳥兒在歌唱一樣。每當(dāng)蟬在樹枝上引吭高歌時(shí)，它那尖細(xì)的口器就會(huì)刺入樹皮吮吸樹汁，兩不耽誤。

夏天，雌蟬產(chǎn)卵后一周內(nèi)即死去?？课硺涓何I養(yǎng)的卵，一個(gè)月左右就會(huì)孵化成幼蟲，它們起初會(huì)待在樹枝上，但秋風(fēng)吹過便落到地面上，然后就會(huì)本能地尋找柔軟的土壤往下鉆，一直鉆到樹根邊，以刺吸式口器吸食樹根液汁度日。每當(dāng)春暖花開時(shí)，幼蟲即向上移動(dòng)，吸食植物根的汁液；冬天到來后，它們便又鉆入土壤深層，以此避寒。如此往復(fù)，它們要在黑漆漆的洞穴中經(jīng)過漫長的若蟲期，一般會(huì)存活幾年以上，有的種類甚至可活十幾年，可謂是昆蟲中的“壽星”。

雖然它們很少在陽光下生活，幾乎一生都“潛伏”在黑暗的地下，但它們又具有很強(qiáng)的趨光性，傍晚時(shí)分在樹旁燃起火堆，同時(shí)敲擊樹干，蟬就會(huì)出現(xiàn)在火旁，很多捕蟬人會(huì)利用這一特性將其活捉。

蟬家族中的“明星”

說起蟬，很多人的腦海里就與黑乎乎的肉蟲子掛鉤。其實(shí)并非如此，蟬中也不乏有“顏值”，有“才華”的。

“跳高冠軍”沫蟬：因其幼蟲總是被包裹在泡沫中，故而得名。最近的研究表明，沫蟬已經(jīng)取代了跳蚤的地位，成為自然界新的“跳高冠軍”。當(dāng)遇到天敵時(shí)，沫蟬能在一毫秒的時(shí)間內(nèi)釋放全部能量，身長只有6毫米的蟲子跳躍高度可達(dá)70厘米，相當(dāng)于一個(gè)正常人往上跳200米。這得益于沫蟬后腿內(nèi)側(cè)長有大量肌肉，好似一張彈弓。

“偽裝高手”角蟬：它的角不像獸類那樣從頭骨里長出來，而是由胸部的前胸背板形成的。不同種類的角蟬，角的式樣也有所不同。當(dāng)高冠角蟬停棲在枝條時(shí)，頭上的“高冠”會(huì)讓人誤以為是一截枯枝；三刺角蟬落在長有棘刺的樹木上，它那根向后伸出的刺混在其中，令人難辨真?zhèn)?。此外，這些貌不驚人的小蟲還會(huì)打“配合”，幾只、十幾只角蟬同時(shí)停棲在一根枝杈時(shí)，它們會(huì)等距排開，看上去像是真正的樹杈，輕易地就會(huì)騙過天敵，保護(hù)自己。

兩大謎團(tuán)至今無解

蟬愛“唱歌”，那它能聽到自己的歌聲嗎？貌似簡單，但至今無解。

早在100多年前，法國著名昆蟲學(xué)家法布爾在《昆蟲記》中說“蟬是個(gè)‘聾子”，甚至直至上世紀(jì)80年代的小學(xué)語文教科書《蟬》一文中也沿用了這個(gè)說法。為了驗(yàn)證此觀點(diǎn)，法布爾曾做過一次實(shí)驗(yàn)，他在樹下打響了土槍，聲似霹雷，可是樹上的蟬絲毫未動(dòng)，照樣唱個(gè)不停。但近些年來，許多昆蟲學(xué)家提出質(zhì)疑，他們解剖后發(fā)現(xiàn)，蟬兩側(cè)腹室的外緣各有一個(gè)凸起的聽囊，腔內(nèi)約有1500個(gè)聽覺單元。當(dāng)外界聲波刺激聽膜振動(dòng)時(shí)，聽神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮，其神經(jīng)沖動(dòng)沿聽神經(jīng)傳入大腦的聽覺中樞，產(chǎn)生相應(yīng)的聽感覺。雌蟬的聽膜雖比同種雄蟬小，但聽脊卻明顯大，這比聽膜對(duì)聲音的敏感性更高，因此證明雄蟬并不是“聾子”，只不過聽覺不如雌蟬罷了。

但隨后科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，雄蟬的褶膜、鏡膜和腹腔膜既是接受聲波的聽膜，又是鳴聲的輻射膜，相當(dāng)于老式的收錄機(jī)，不能同時(shí)使用收、錄兩種功能。也就是說，雄蟬是“半聾”，即靜止時(shí)能聽到聲音，嗚叫時(shí)卻是什么也聽不到。但由此又有新疑問出現(xiàn)，因?yàn)橄s具有群鳴的習(xí)性，大家一起叫、一起停，節(jié)奏十分整齊，顯然它們是需要聽到同伴的聲音后才能參加“合唱”，這樣一來，說雄蟬的鏡膜既是聽膜又是擴(kuò)音膜就不可理解了，有待科學(xué)家進(jìn)一步證實(shí)。

雌蟬一定是“啞巴”嗎？這也是難以解釋的第二個(gè)謎。大多數(shù)觀點(diǎn)是，雌蟬身體的樂器構(gòu)造不完全，不能發(fā)聲。但如果是這樣的話，雄蟬又聽不到自己的嗚叫，如何能吸引遠(yuǎn)處的雌蟬呢？因此有科學(xué)家認(rèn)為，雄蟬“歌唱”時(shí)能召喚到方圓1000多米內(nèi)的異性，當(dāng)它們的距離飛近后，雄蟬不斷發(fā)出特有的低音量“求愛聲”，與此同時(shí)，雌蟬也會(huì)低聲回應(yīng)，才能“戀愛”成功，只不過這種低音是人類無法捕捉的。但它們是否真是這樣“喃喃低語”呢？尚不得而知。

最長能在地下“潛伏”17年

“四年黑暗的苦工，一月日光中的享樂，這就是蟬的生活?！狈ú紶栠@樣描述蟬的一生。

的確，蟬算得上昆蟲界的傳奇，尤其是美國東部地區(qū)出現(xiàn)的“周期蟬”。它們?cè)谌粝x時(shí)期就在地下幾尺深的地方“潛伏”，靠吮吸樹根汁液為生，13年或者17年之后，當(dāng)?shù)孛鏈囟冗_(dá)到18攝氏度以上，數(shù)以億計(jì)的蟬就像聽到了集結(jié)號(hào)一樣，陸續(xù)破土而出，爬上樹蛻皮嗚叫，開始求偶繁殖。一個(gè)月的繁衍期過后，這些蟬便逐漸死去，而后代會(huì)繼續(xù)蟄伏于地下，等待下一個(gè)輪回。絕大多數(shù)的昆蟲只有一年或更短的生命，大部分蟬生命為3年至9年，而這種蟬的生命長度是13年或者17年，絕對(duì)算得上是昆蟲界的異類。

美國康涅狄格農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)所昆蟲學(xué)家梅爾從1979年開始到2013年，三度研究“十七年蟬”。他介紹，2030年將會(huì)再次出現(xiàn)新一波蟬，到時(shí)他已經(jīng)81歲了。難怪有人說，在美國可以用“周期蟬”來為自己的生命計(jì)時(shí)，它的每一次造訪基本契合了人從青年、壯年到老年的人生軌跡。

現(xiàn)存的“周期蟬”族群分布于美國15個(gè)州，每個(gè)群“造訪”時(shí)間只是內(nèi)部同步，群之間是相互錯(cuò)開的。從2012年到2017年，每年都有一種“十七年蟬”出現(xiàn)。2013年夏，北卡羅來納州就遭到過一次“十七年蟬”的造訪，當(dāng)?shù)鼐用竦姆孔由虾驮鹤永锏教幨沁@種黑乎乎的家伙，人們出門不得不打傘躲避一陣陣的“蟬雨”。科學(xué)家稱，他們并不知道到底有多少“潛伏者”，粗略估計(jì)大概有上億只蟬隨時(shí)會(huì)瞪著鼓鼓的紅眼睛從地下爬上來。雖然聽起來像恐怖電影里演的生物入侵，但它們是無害的，既不傷人又不會(huì)危害其它生物，頂多就是遭到它們吸食的植物會(huì)變得比正常狀況略微稀疏單薄，一般不會(huì)枯萎死去。

別看“十七年蟬”每次都是“蟬海出行”，其實(shí)它們很脆弱，因?yàn)轱w行速度慢，天敵非常多，數(shù)量龐大是它們幸存的關(guān)鍵因素，據(jù)說雌蟬一次產(chǎn)卵可達(dá)上千個(gè)。在漫長的地下生活中，幼蟲利用糞便建造防水房間，可以保證自己不被大水沖走。盡管如此，還是有大約98%的蟬在出土孵化前已被毀滅，為土壤提供大量的氮元素。過去“十七年蟬”入侵時(shí)，每英畝地面數(shù)量可達(dá)150萬只，正因如此，鳥類才不可能全部將其吃光，幸存者得以繼續(xù)繁殖。

這些昆蟲為什么會(huì)遵循固定的時(shí)間規(guī)律？在2012年出版的一期《美國博物學(xué)家》雜志上，美國兩位科學(xué)家發(fā)表了一篇文章討論“周期蟬”的蟄伏時(shí)間，他們調(diào)取了1966年至2010年北美所有鳥類的種群統(tǒng)計(jì)表，選擇其中15種可以被稱為“周期蟬”天敵的鳥類，制作了一張鳥類隨年份變化的種群數(shù)量曲線，發(fā)現(xiàn)這個(gè)變化和“周期蟬”的生命周期幾乎完全重合。也就是說，“十七年蟬”附近的鳥類種群數(shù)量變化正好也是十七年，在蟬出土的當(dāng)年，鳥類種群數(shù)量達(dá)到最低點(diǎn)，然后迅速增加，等下一個(gè)十七年到來時(shí)再度達(dá)到最低?？梢岳斫鉃?，蟬17年的地下蟄伏不過是一種躲避天敵保證自身繁衍的應(yīng)對(duì)之策。但為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，兩位科學(xué)家尚未有定論，只是提出一種假說，即大量“周期蟬”出土?xí)r給周圍土壤組成帶來巨變，從而影響到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，最終導(dǎo)致鳥量同時(shí)產(chǎn)生了驟降。

日本京都大學(xué)的研究人員對(duì)7個(gè)“周期蟬”種進(jìn)行了RNA測序，有證據(jù)表明，每組“十七年蟬”與其最近的近親“十三年蟬”都發(fā)生過雜交。盡管如此，在長達(dá)20萬年的時(shí)間里，這些蟬依然維持了各自不同的生命周期，研究人員無法給出精確的遺傳學(xué)解釋。未來還將對(duì)它們做進(jìn)一步的全基因組測序，以了解其演化過程中如何維持不同的生命周期。

除了美國，世界其他地方還未發(fā)現(xiàn)“周期蟬”的存在。事實(shí)上，早在美國大陸有人定居開始，人們對(duì)蟬就有過記錄，但直至今天，這種據(jù)稱是地球數(shù)量最為龐大的昆蟲仍是謎一樣的存在，為什么它能在地下生活那么久，是如何精準(zhǔn)計(jì)算出土?xí)r間的，為什么會(huì)選擇這一地區(qū)蟄伏……這些疑問都有待科學(xué)家來破解。

尚蟬習(xí)俗自古有之

雖然多數(shù)現(xiàn)代人對(duì)蟬并無好感，但在中國文化中它是一個(gè)重要的角色。

上世紀(jì)八十年代，考古人員發(fā)掘了遼寧東溝后洼遺址，屬于新石器時(shí)代的22件石雕人像和動(dòng)物像穿越了約6000年的時(shí)光走進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)，其中就有一件滑石雕刻蟬形墜，中有穿孔，應(yīng)是人隨身佩帶的墜飾，這是我國發(fā)現(xiàn)的最早的蟬形石雕?？脊湃藛T認(rèn)為，在早期惡劣的生存環(huán)境下，這些小雕飾不僅用于審美，更多的可能是寄托了先民的崇拜。

不僅如此，考古人員在多地發(fā)現(xiàn)的新石器時(shí)代、商周時(shí)代墓葬中，蟬形石雕、玉雕不在少數(shù)。尤其是商代中期至西周初期的青銅器上，蟬紋形象廣泛用于鼎、爵等祭祀所用容器中，且特征明顯：大目，近似長三角形的體型，腹有橫狀條紋，有的有足，有的近似于蛹。江西新干大洋洲商墓中，曾出土了一件長約70厘米的條形青銅大刀，兩面近脊處分飾11組首尾相接的蟬紋，十分罕見。

琮是上古時(shí)代玉制禮器中最重要的一種，出土量不多，一般出自大型祭壇或權(quán)貴墓葬。在著名的殷墟婦好墓中，共出土14件玉琮與琮形器，其中一半雕有形象生動(dòng)的蟬紋。這都說明先民己形成了對(duì)蟬的崇信與希冀，而這多與其“死而復(fù)生”的寓意有關(guān)。（資料來源：《北京日?qǐng)?bào)》）

小昆蟲或懂計(jì)算數(shù)字

據(jù)英國媒體報(bào)道，有專家稱，雖然昆蟲的大腦極小，但可能與個(gè)頭較大的動(dòng)物一樣聰明，甚至有意識(shí)。

倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院和劍橋大學(xué)的科學(xué)家稱，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬顯示的結(jié)果來看，昆蟲大腦里的神經(jīng)回路可令昆蟲產(chǎn)生意識(shí)。昆蟲大腦模型顯示，完成一次簡單的計(jì)算過程僅需幾百個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，而幾千個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)足以使高級(jí)動(dòng)物具有意識(shí)。

可見，昆蟲的大腦要?jiǎng)龠^一個(gè)智能化的“活生生的機(jī)器人”。

倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院心理研究中心的拉爾斯教授在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志發(fā)表文章稱：“腦容量較大的動(dòng)物未必聰明，我們知道動(dòng)物個(gè)頭的大小是預(yù)測其腦容量的一個(gè)最佳方法，然而和現(xiàn)在流行的觀念相反，我們不能根據(jù)動(dòng)物的腦容量來預(yù)知它們的智能行為能力。通常我們?cè)谀X容量較大的大腦中沒發(fā)現(xiàn)更復(fù)雜的狀態(tài)，僅僅看到相同的神經(jīng)回路在反復(fù)、連續(xù)不斷地重復(fù)。這可能會(huì)給大腦中記憶的圖像或聲音添加細(xì)節(jié)，但不會(huì)增加任何的復(fù)雜程度。使用計(jì)算機(jī)模擬可以看出，在許多情況下較大的腦容量可能相當(dāng)于較大的硬盤，但未必是較好的處理器。”

動(dòng)物之間的腦容量差別很大。鯨魚的大腦重達(dá)9公斤，有2000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。人腦重量介于1. 25公斤至1. 45公斤之間，估計(jì)有100多億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，每天能記錄生活中大約8600萬條信息。

相比之下，蜜蜂的腦重量僅有1毫克，其神經(jīng)細(xì)胞也不足百萬個(gè)。但科學(xué)家指出，許多腦容量的差異僅存在于特殊的腦區(qū)。

研究表明，較大的動(dòng)物也許需要較大的腦容量，因?yàn)橛懈嗟臇|西需要控制，如使大塊肌肉運(yùn)動(dòng)就需要更多的神經(jīng)。

通過對(duì)昆蟲大腦的研究，科學(xué)家表示，使用非常有限的神經(jīng)細(xì)胞便能進(jìn)行大量的“高級(jí)”思考，小小的昆蟲有可能會(huì)懂得計(jì)算數(shù)字，不要以為腦袋大就聰明。