这是 barkmantis 的个人博客。barkmantis 是一个博物爱好者,最喜欢昆虫。不过蕨类、鸟类、跳蛛等领域也有所了解。

古老的飞行者 – 蜻蜓


三亿多年前,第一批会飞行的生物——翼展可达70厘米的巨型昆虫得益于高含氧量的大气在空中翱翔。

二叠纪的巨型蜻蜓巨脉蜻蜓(Meganeura 属,已灭绝)

时过境迁,这群远古巨虫变成了我们身边的昆虫,水边的精灵。它们就是——蜻蜓。蜻蜓是蜻蜓目昆虫的统称,下分两类:差翅亚目(蜻蜓)和均翅亚目(豆娘,更正式的名称叫蟌)。差翅亚目指的是前后翅一短一长的蜻蜓,均翅亚目指的是前后翅长短相近的豆娘。其中差翅亚目更加古老,它们的翅膀无法折叠(只能平放在身体两侧)。

差翅亚目(蜻蜓)

均翅亚目(豆娘/蟌)


如今的蜻蜓小巧,机敏。究竟是什么让这些古老的飞行者始终如此成功的呢?靠的就是三亿年来进化出来的高超的飞行技巧和便于飞行的身体结构。
(以下“蜻蜓”包括蜻蜓和豆娘)一. 飞行技巧得益于蜻蜓四只独立的翅膀,蜻蜓可以独立控制每一只翅膀的方向和力度。在悬停时,蜻蜓的一只前翅和另一边的后翅会形成一条直线绕身体转动(就像《星球大战》中X战机的造型,不过两对翅膀是错开的),从而获得持续的升力。如果蜻蜓想在空中急转弯,也只需改变翅膀挥动方向从而将四只翅膀推向同一方向。甚至倒退飞行对蜻蜓也是小case。这种飞行能力不仅在昆虫界出类拔萃,在动物界也是遥遥领先的。

《星球大战》中的X翼战机


二. 身体结构

  1. 事实上,蜻蜓不会在空中一直挥动翅膀,更多时候它们只是在滑。一些蜻蜓可以长距离迁徙(比如黄蜻 Pantala flavescens,又叫薄翅蜻蜓,是最常见的一种蜻蜓,能够横跨太平洋),其中一个原因就是它们善于滑翔以节省体力。
  2. 以前的飞机由于高速飞行,机翼会因空气而振动甚至折断。那么能够以50km/h的速度飞行的蜻蜓是如何避免翅膀折断的呢?这是因为蜻蜓四只翅膀的末端前沿有一块偏重、偏厚的深色区域叫做“翅痣”。科学家们发现这个秘密后在飞机机翼末端前沿也安上了类似的东西,从而使飞机能够稳定地高速飞行,所以才有了如今的超音速飞机。
  3. 稍微仔细观察过蜻蜓的人都会发现蜻蜓翅膀上有很多网格。这些网格可以增加蜻蜓翅膀的韧性,使其不易折断。

4. 通过电子显微镜,科学家发现蜻蜓的翅膀上有大约100亿个柱状结构,可以疏水、避免灰尘粘住翅膀,同时改变周围空气流向并减少空气阻力。

在空中一度成为霸主的蜻蜓如今也在日益衰弱、减少。是什么因素导致了蜻蜓种群的衰弱呢?这不得不提到蜻蜓的繁殖方式。蜻蜓属于不完全变态昆虫,它们的成虫是我们熟悉的飞行精灵,但是它们的若虫(不完全变态昆虫的幼虫)(如果你在较为清澈的水里捞出了有腿的“鱼”,那多半就是它们)生活在水里,对水质要求较高。

水虿(正在吃自己猎杀的虾)

一种春蜓的水虿,后来羽化失败了:( ,第二张是它脱下来的多张皮中的一张


水资源的污染和占用都会减少蜻蜓种群的数量;蜻蜓若虫生长时间较长,一般需要两三年,大型蜻蜓甚至需要五年甚至更久的时间才能成虫。在此期间的水质变化可能都会影响它们的生存。例如一些春蜓的若虫,它们对水质的要求极高,在接近饮用水的环境下它们才能生存。还有一个原因与水的识别有关——蜻蜓成虫会通过水反射的光中的偏振光来辨识水面。然而,许多人造物(如汽车面漆、塑胶场地)会反射更强烈的偏振光,从而让蜻蜓误认为这些地面是水面。蜻蜓成虫会在这些地方建立领地、交配,最后会在这些“水面”进行“蜻蜓点水”,即产卵,而蜻蜓的卵在炽热的阳光下暴晒几分钟就会干死。去过停车场、学校的塑胶场地的人或多或少都会发现有蜻蜓在附近徘徊,殊不知他们的车上和脚下充满了蜻蜓干死的卵。我以前试图赶走操场上的蜻蜓(包括黄蜻、玉带蜻、几种灰蜻、几种春蜓等),但这是徒劳的,因为它们有领地意识,一旦将这块地认为是自己的领地,就会拼命死守,不愿离开。

(可以参考)

 古老的蜻蜓存活至今,渡过了3次生物大灭绝(二叠纪、三叠纪和白垩纪生物大灭绝,其中二叠纪生物大灭绝是灭绝生物占比最大的一次),它们高超的飞行技巧令人惊叹,且有一定的研究价值,在空气动力学和仿生学等学科中都有一席之地。然而在当今环境下,它们遇到了新的困难。为了让这些进化所造就的杰作存活下来,我们应该做点什么,因为这样最终造福的是我们自己。


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