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朝生暮死,最短只活5分钟,蜉蝣用3.5亿年时间走向生命的极端

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©GlobalP/ iStock

很多人可能不知道,“衣冠楚楚”最早是形容蜉蝣的。

在古人的观察中,蜉蝣的生命极其短暂,加上其精灵般曼妙的身姿,激发了无数文人墨客的创作欲,所以留下了许多关于蜉蝣的诗词歌赋。

比较有意思的是,许多关于蜉蝣的描述中,中西方文化都表现出少有的一致,比如都喜欢用它来形容生命短暂。

但是,蜉蝣到底是什么样的昆虫呢,它们这一生为何会如此短暂,这种生存模式到底有何意义呢?

蜉蝣是什么样的昆虫?

蜉蝣是蜉蝣目昆虫的总称,这是一个种类繁多的家族,全世界已描述的就超过3000种,被分为42科400多个属,中国也有200多种。

所有蜉蝣的成虫其实都差不多,它们的寿命确实非常短暂,有些种类的雌性甚至只有5分钟的寿命,而另外一些寿命长的也就两三天。

在进入成虫之前,在若虫(蜉蝣是不完全变态发育昆虫)完成最后一次蜕壳之后,蜉蝣有一个昆虫界独一无二的生命周期——“亚成虫”阶段

在进入亚成虫后,蜉蝣长出了可用的翅膀,但是口器几乎完全退化,大部分内脏被排出,整个腹部几乎由空气填充,所以从这个阶段开始,蜉蝣就不会再进食了,之后的活动全部使用存储的能量。

亚成虫相对于成虫颜色会更深,我们平时在水面上看到壮观的蜉蝣乱飞景象,基本都是亚成虫蜉蝣群,它们会一起出现,然后各自找地方躲起来并完成最后一次蜕变,变成成虫。

蜉蝣成虫非常“乏味”,它们几乎没有肌肉,飞行也任由气流来带动,十分脆弱,生命的全部都是用来繁殖的。

在繁殖的过程中有点类似蜜蜂的婚飞,根据大英百科全书的描述,许多蜉蝣是成群雄性先飞行跳舞,然后雌性加入群体,选择它认为最优秀的完成配对,整个过程可能只有几秒钟时间。

那些完成配对的雌性会找水源产卵——通常是上游区域,不过这时候它们身上的能量基本已经所剩无几,所以如果它们不小心飞得离水源太远的话,那它将只能把卵产在土地里,进而无法孵化。

雄性则会继续“婚飞”,并试图和任何一只加入的雌性配对,直到身上的能量全部用尽,走到生命的终点。

蜉蝣的若虫十分多样

古人描述的蜉蝣基本就是其成虫和亚成虫阶段,事实上蜉蝣最精彩的部分是它们的若虫,估计古时候的人们会把蜉蝣的若虫当作不同的动物对待,因为蜉蝣的若虫实在太多样了。

蜉蝣若虫是生活在水中的,这意味着它们是非常古老的昆虫形态,以至于若虫还无法离开水生存。

事实也是如此,蜉蝣目可能已经存在3.5亿年了,目前已知最古老的化石可以追溯到3.12亿年前。

它们是第一批长出翅膀的昆虫,且至今保留着古老翅膀的特征——你会发现它们的翅膀并不是平放在腹部而是立着的,我们前面提到的亚成虫阶段其实也是昆虫的古老特征。

水中的蜉蝣若虫寿命非常长,有一些甚至可以长到数年、蜕皮数十次之久,为了适应不同的环境,不同蜉蝣若虫的体态差异更是巨大,食性也完全不同。

图:蜉蝣科

比较常见的蜉蝣科,其若虫就像是水中“土狗”(蝼蛄)一样,生活在水下,会用强壮的四肢刨开泥土,装入地下,其食性是食腐的,偶尔也会猎食。

图:等蜉科

再比如等蜉科,其若虫身体到处都长着像是鱼鳍一样的结构,这让它们成为游泳健将,而它们的食性是滤食的。

图:扁蜉科

在湍急的河流中,一样也有专门为其打造身体的蜉蝣,比如扁蜉科,它们的身体变得很扁,减少了水流方向的接触面,另外它们的四肢非常有力,可以牢牢抓住岩石,不至于被水冲走。

相较于蜉蝣多样的若虫,以及千篇一律的短暂的成虫,我想更多人想知道的是,蜉蝣为什么会变成这样,它们成虫寿命如此短暂到底有何意义?

用3.5亿年走向极端

不知道你是否有思考过,生物的寿命很长又到底有什么意义?

大象很长寿,但它们的繁殖能力就很差

其实,长寿对生物来说有一些非常巨大的劣势,那就是个体需要面对的风险会随着生存时间的增加而增加,而且生存资源会被霸占,这无论对个体还是群体都不是很有利,但是它也有一些生物无法拒绝的优势,其中最重要的一点就是寿命越长意味着繁殖机会越多。

简单地说,如果生命的意义是让基因延续的话——至少目前来看自然界确实如此,那么长寿和短命就没有绝对的好处和坏处,完全取决于生物自身和它生存的环境。

所以,我们先不用感叹蜉蝣一生短暂是否有意义,只要它能够让自己取得更多的繁殖机会,那么对于生物而言这就是成功的特征。

蜉蝣是古老的昆虫,但古老有时候并不是什么褒义词,因为它往往意味着不够与时俱进,或者说这种生物存在一些过时的生理特征。

蜉蝣古老的翅膀形式和以及它们独一无二的亚成虫阶段都不是特别合理,算是生存劣势。

它们那种翅膀能耗更高,机动性却更差,而搞出个亚成虫阶段出来也是非常浪费时间和能量的奇葩阶段(蜉蝣这个阶段的解释现在存在争议,有些学者认为它是蛹的遗迹,有些人则认为它就是一个过渡阶段)。

低效的特征在自然选择中很容易被抛弃,所以其它昆虫都没有这两个特征。

但是蜉蝣却依然保留着,这是耐人寻味的,只能说它们在其它方面取得了巨大的成功,对冲掉了这些劣势。

在这里,我能想到的就是它们的“朝生暮死”的成虫繁殖方式——蜉蝣成虫阶段在生理和心理上都几乎抛弃了一切,只留下一个目的——繁殖。

对于蜉蝣而言,它们其实并不担心繁殖机会的多少,因为它们采用的是 “诺曼底海滩繁殖策略”,也就是许多个体一起成熟,然后大家在同一时间繁殖。

这种策略在自然界其实非常普遍,有许多这样生存的动物,也有许多这样繁殖的,比如我们熟悉的一些海洋鱼群,还有蝉等等都是这样的。

这种策略的好处就是集中在一起,种群规模越大,对于每一个个体而言,它被捕食者吃掉的概率就会越低,因此总有人活下来,总有人完成繁殖。

在这种繁殖策略下,蜉蝣可以不太考虑繁殖机会的问题——因为身边到处都是对象,那么长寿就变得没多少意义了,所以它们不用为此投入太多。

不用太长寿的话,那么成虫的生存技能似乎也没啥意义了,所以它们又可以继续给身体减配了。

在3.5亿年的演化过程中,蜉蝣成虫就这样不断减配,它们的寿命越来越短,保留的器官也越来越少。

最终它们成功变成寿命最短的动物,任人宰割的对象,但这绝对不应该成为我们怜悯它们的原因,恰恰相反,这是它们优秀的体现。

参考资料:

[1].蜉蝣:你们只知我朝生暮死,而我只管吃香喝辣.物种日历

[2].https://doi.org/10.1101/2021.03.17.435759

[3].https://www.britannica.com/animal/mayfly

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