为什么昆虫、捕鸟蛛等动物会蜕皮？

很多昆虫都需要蜕皮，这是它们成长过程中一部分，比如上图的叉尾灌丛树螽。
摄影：GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

为了成长或摆脱寄生虫，很多动物都需要蜕皮，一起来看看这个有趣的过程吧！
撰文：LIZ LANGLEY
拥有坚硬的外壳，意味着只有一种办法成长：蜕皮。
节肢动物是地球上数量最多的动物群体，它们都有坚硬的外层覆盖物：外骨骼，它不仅能抵御捕食者，还能对身体起到支撑作用。从蟹壳到瓢虫闪亮的背部，外骨骼有多种形状和大小，但大多数由同样的纤维材料构成：甲壳素。
当幼小的节肢动物准备开始生长时，激素会触发外皮脱落，这个过程被称为蜕皮。外骨骼的外层即角质层和下一层表皮层开始形成一个新的替代角质层。然后，动物吸入大量空气，转移体内的体液，在外骨骼上形成脆弱的破裂区域。
例如，蟑螂会“从背部中央裂开”，“可能在20分钟或更短的时间内出来，”俄克拉荷马州立大学的昆虫学家Andrine Shufran说。

蜕皮后，很多昆虫（上图是一只橙色瓢虫）在外骨骼变硬之前，很容易被捕食者攻击。
摄影：GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

螃蟹这样的水生甲壳动物会吸收水，向身体周围的缝隙施加压力。这样会把旧壳推开，就像从贴合的信封中取出信件一样。
由于甲壳动物会完整地脱壳，“你可以在海滩上找到各种大小的螃蟹和鲎留下的完美小空壳”，康涅狄格大学的进化生物学家Christine Simon在邮件中说。
蛛形纲动物，比如捕鸟蛛和蝎子，不那么灵活性，因此“它们要先把头伸出来，然后再把整个身体从裂口拉出来”，Shufran说。
跟随尾巴
只有过去的卡通片里，乌龟才会从龟壳里出来。现实中，乌龟的壳是骨骼的一部分，由“大约50块骨头组成，排列成复杂的几何图案”，美国地质调查局的研究生态学家Jeffrey E. Lovich说。
在骨性外壳上的是鳞甲，即由角蛋白构成的重叠的板甲。乌龟会像蜕皮一样脱去鳞甲，这么做可能有助于这种爬行动物摆脱外壳上不断增加的藻类，或者让外壳长得更大，Lovich说。
然而，不是所有龟类物种都会脱壳，而且脱壳时间也不尽相同，佐治亚大学的生态学家、名誉教授Whit Gibbons说。他与Lovich合著了《龟类世界》（Turtles of the World: A Guide to Every Family）。
例如，锦龟会在一周之内完成脱壳，而滑龟可能需要一年时间，Gibbons说。
蜥蜴在准备蜕皮时，往往颜色暗淡，眼睛浑浊，开始左右摆动。为了在外皮上形成第一个裂口，它们会在岩石或其他粗糙表面摩擦自己。最终，蜥蜴总能成功，留下死皮，看上去就像尼龙袜，Lovich说。
虽然丢弃的皮没有颜色，但我们可以从外皮的图案来判断蛇或蜥蜴的种类，Gibbons说。

我们可以从被丢弃的皮来判断蛇的种类（上图是长锦蛇的蛇皮）。
摄影：INGO ARNDT, NATURE PICTURE LIBRARY

“这就像黑白副本，”Gibbons说。例如，鲜红色的王蛇呈现出醒目的红色、黄色和黑色条纹，而在脱落的蛇皮上则变成了各种灰色。其他因素，比如蜕皮的大小或鳞片类型，则能告诉我们这是哪种蛇留下的。
蜕皮甚至能指向前主人的位置。看看那条尾巴，Gibbons说：“它指出了蛇的去向。”
其他益处
蜕皮还能让动物摆脱生活在宿主外皮上的体表寄生虫。比如，一些澳大利亚壁虎蜕皮时，也会让有害螨虫脱落。
一些蜥蜴和青蛙会吃掉蜕皮，这被称为“食皮”（dermatophagy）。昆虫也会吃掉以前的外骨骼，比如马达加斯加发声蟑螂。
“这可以很好地隐藏自己的行踪，”Shufran说：“也是保存以前投入的能量的办法。”
蜕皮后，动物的外皮在不到半个小时到几个小时内变硬，在此期间，它们很容易受伤或被捕食。雌性美洲螯龙虾会进入雄性的洞穴，脱壳，然后与雄性交配，在之后的几天里，雄性负责保护脆弱的雌性。
这就是动物蜕皮的故事。

（译者：Sky4）