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破繭成蝶是一次神奇的生命蛻變
毛毛蟲變蝴蝶的過程在生物學(xué)上有一個(gè)學(xué)名,叫做全變態(tài),有這種特性的昆蟲很多,如鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、膜翅目等,它們都有一個(gè)幼蟲與成蟲間的過渡期--繭,在這個(gè)時(shí)期,幼蟲其實(shí)不是像我們想象的那樣慢慢從身體中長出翅膀、觸角,然后慢慢變?yōu)槌上x的,而是將其身體的大部分融化掉,變成粘稠的液體,然后再從這些液體中慢慢形成成蟲!
蛹里并沒有形成中的成蟲,只有一些濃稠的液體
蝴蝶雖然是由毛毛蟲變來的,但蝴蝶的很多器官卻并非由毛毛蟲的器官直接變化而成,而是由一些特定的細(xì)胞群發(fā)育而成,這種特殊的細(xì)胞群被稱為“器官芽”,在繭中 ,幼蟲身體的大部分組織、肌肉和器官等融化為營養(yǎng)液,這些養(yǎng)分供給給浸泡在營養(yǎng)液中的“器官芽”,器官芽漸漸長大這才形成了蝴蝶的各個(gè)器官。
成蟲身體的很多器官都是有器官芽長成
哈佛大學(xué)的生物學(xué)家卡爾威廉姆斯做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),他拿了四只同年生的同種蛾的蛹,分別編號(hào)為1、2、3、4,1作為參照物不做任何處理,2被從中間切開兩邊切開分別用玻璃片蓋上,3被從中間切開再用導(dǎo)管將兩部分連接,使得中間的液體能自由流動(dòng),4則在3的基礎(chǔ)上加了在導(dǎo)管中間用一個(gè)小球阻隔液體流動(dòng)。
4個(gè)實(shí)驗(yàn)蛹分別作了不同的處理
十來天后的結(jié)果十分有趣,1當(dāng)然順利化蛾,2只有上半部分變?yōu)榱硕辏?最為詭異,竟然變?yōu)榱艘恢敝虚g由導(dǎo)管連接的怪異飛蛾,而4沒有任何反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果似乎表明蛹的上半部分主導(dǎo)著這場神奇的變化,而“器官芽”之間通過營養(yǎng)液似乎有著某種聯(lián)系從而能協(xié)同變化,這種聯(lián)系被打破也會(huì)導(dǎo)致化蝶失敗。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)圖片
還有一個(gè)值得注意的細(xì)節(jié),就是化蝶后腦部的變化。從下圖中可以看出,a是毛毛蟲的腦子,b是蝴蝶的腦子,相比于毛毛蟲,蝴蝶大腦容量要大得多結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多,在幼蟲身上極小甚至沒有的聽覺、嗅覺、運(yùn)動(dòng)能力等神經(jīng)都得到了大幅度提升,可見化蝶過程也為蝴蝶以后的快速飛行創(chuàng)造好了硬件基礎(chǔ)。
a中的是毛毛蟲的腦結(jié)構(gòu),b中的是蝴蝶的腦結(jié)構(gòu)
其實(shí)變態(tài)發(fā)育是十分有助于物種生存的進(jìn)化,幼蟲階段只要不停地吃吃吃,不停地積攢能量;成蟲階段獲得強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)能力后主要任務(wù)就是尋找同類完成繁衍,同時(shí)還能使得同類間在空間和食物上的競爭變小,這真是一個(gè)聰明至極的辦法。
張夕
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