被人类畏惧的它们飞得那么整齐,是因为不想被同类吃掉

作者: 喻思娈

来源: SME科技故事

发布日期: 2018-11-14

文章详细描述了蝗虫灾害的严重性及其背后的生物学原因,特别是蝗虫在特定条件下从独居变为群居的行为模式,以及这种行为对农业和生态的影响。

2010年,澳大利亚遭遇近百年来最为严重的蝗虫灾害。其威力令人触目惊心,仅1公里宽的蝗虫群每天就能毁掉10吨粮食。蝗虫卵连绵20公里,所覆盖的土地如同西班牙的国土面积。巨大的蝗虫群能一夜之间飞越数百公里的区域,移动速度相当快。数百万亩农作物被蝗虫啃食一空,造成农业经济损失高达20亿澳元,实在骇人。

事实上,不光是澳大利亚,世界绝大多数国家都发生过不同程度的蝗灾。而在我国,蝗灾更是与水灾、旱灾并列为历史上三大自然灾害。有史以来,我国蝗灾就频发,受灾范围、受灾程度堪称世界之最。蝗灾爆发之时,庄稼被吃得一干二净,粮食颗粒无收,百姓饿殍遍野。

不像鼠患那样是因为食物充足,大量繁殖而泛滥的。蝗灾往往是在食物匮乏的时候,蝗虫才会聚集在一起四处为害。小时候去过草丛里玩的人就知道,零散的蝗虫穿着绿灿灿的可爱外套,没什么危害。那么,它们为什么一到特定时间就化身了土黄色的恶魔杀手?

实际上,蝗虫并非单一物种,隶属于直翅目、蝗总科的昆虫。它的种类繁多,大小不一,形态各异;目前,全世界大约有10000余种。而我国是蝗虫大国拥有700余种。北方常见的种类有棉蝗、东亚飞蝗、花胫绿纹蝗。其中,东亚飞蝗是我国历史上危害最大最广的种类。它几乎遍布我国的每个地区,蝗灾则主要集中在河北、山东、河南、江苏、安徽等省较为低洼的地区。

东亚飞蝗的体长一般3~5厘米,由头、胸、腹这三部分构成。它们的身体表面有一层十分坚硬的外壳,撞中疾驰的汽车也照样安然无恙。这也难怪每次蝗群移动时,都表现出一副无所畏惧的姿态。而它们锐利的口器吃起植物来就像割韭菜的刀子又快又狠,水稻、小麦、玉米、粟、高粱、芦苇、狗尾草等只要是绿色的植被,它们都一律不放过。

除了拼命吃之外,它们一生中最重要的事情就是拼命繁殖后代了。通常而言,东亚飞蝗一年会繁殖两代,第一代称为夏蝗,第二代称为秋蝗。雌性蝗虫一生可以产卵至少40次以上,甚至可以进行孤雌生殖。也就是说无需交配也能产卵,卵也照样进行孵化和正常发育,拥有惊人的繁殖力。这也是蝗虫卵能连绵不断,蝗虫迅速泛滥的重要基础。

它们会将比自己身体长两倍的产卵瓣伸入土壤,将卵粒产在土里。一只雌性蝗虫一生平均能产下400-600枚卵,卵在地下越冬。等到次年的春天,卵就孵化出蝗蝻。经个把月的时间就能完成四次蜕皮,最终完成翅膀的发育羽化成虫。羽化后不到一周的时间内,东亚飞蝗就能进行短距离、小规模的飞行。一旦等到合适的时机,它们就聚集起来进行大规模远距离的迁飞。

据统计,历史上最大的蝗群记录估计有2500亿只蝗虫,重量达55万吨。飞行时声振数里,遮天蔽曰,太阳为之失色,着实是一道黑云压城城欲摧的“奇观”。你恐怕很难想象,蝗虫其实也爱独居。它们往往在食物匮乏的时候,才会聚集在一起四处为害。一般而言,蝗虫在独处时是绿油油的,一旦聚集起来,便成了土黄色的。

在过去,它们被认为是两个物种,直到1921年俄罗斯科学家才证明它们是同一物种的两种形态。他们将蝗虫放在一个密闭的空间里,并通过录像拍摄它们的行为。当数量20只时,蝗虫会朝着各自不同的方向自由飞翔,处在一种无序状态之中。当蝗虫数量增加到60只时,一个很有趣的现象发生了。蝗虫开始朝着同一个方向移动,并不断在打圈。

等到录影结束后,研究者发现居然少了一只蝗虫。

这令大家十分惊讶,蝗虫采取一致的方向时,究竟发生了什么?于是,他们将录像带倒回去放,才发现蝗虫数量增加后互相碰撞。在这过程中,蝗虫也一下从温和的素食者骤变成了凶猛的肉食者。它们之间相互撕咬,最后导致一只蝗虫被硬生生地吃掉了。人们才逐渐发现,蝗群整齐有序地往前飞是因为害怕自己被同伴吃掉。因为它一旦不与其他蝗虫保持队形,就会暴露其脆弱的侧翼,从而丧失性命。

只有在保持一致的队形时,每只蝗虫才处于较为安全的位置。

这似乎与刘慈欣的黑暗森林法则有异曲同工之妙,只要暴露位置就必死无疑。说白了,表面上大伙能站在同一战线,最根本的原因是来自死亡的恐惧:害怕被同伴吃掉。蝗虫越拥挤,就越容易造成彼此咬食现象。为了保命,大批蝗虫就像如黑云般结集飞,你追我赶,像疯了一样。所以从这个角度来看,蝗灾并不是蝗虫的本意,而是为了生存的不得已之举。

显然,之所以形成这一独特现象,主要是因为蝗虫密度的大小。如果某一年,一定单位面积内的蝗虫数量较少,食物充足。它们就会形成散居型,不再迁飞觅食。而在另一年,一定单位面积内的蝗虫数量特别多,食物匮乏,它们体内就会产生特殊的生理反应,产生集群的要求。毕竟它们取得食物和蛋白质最便捷的方法便是吃掉彼此。

那么问题来了,原本分散各处的蝗虫究竟是如何聚集到一块的呢?它们又如何进行联系?关于这个问题,有一种学说认为,随着蝗虫密度的增加,个体间身体相互接触传递某种信息,刺激蝗虫体内黑化诱导素大量增加,使蝗虫体色由绿变黑。另一种学说认为,散居型和独居型这两种生态型能相互转变,是因为温度、湿度等影响。但这些假说一直都没有确凿证据。蝗虫如何从散居变为群居的内在机制是全世界的科学家力求攻克的关键课题。

从蝗虫复杂的基因来看,它的聚集和暴食行为都只是它生存的本性。尽管这一本性造成了它同人类竞争食物资源的局面,但它依然是生态链中的重要一环。但谁又能想到,漫天飞舞的蝗虫大军们聚在一起,是因为既想吃同类,但又害怕被同类吃掉呢?

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