昆虫的“鼻子”

你见过昆虫的“鼻子”吗?当你捉到一只昆虫,仔细地观察一下它的头部时,会发现在两颗宝石般的眼睛上方,有两根“须”,这就是昆虫的“鼻子”,昆虫学家称它为触角。

假如你不信,不妨做个简单的实验:取一个纱罩,中间用一张开有小孔的硬纸或木板隔开,在一边放上一堆糖粒,另一边放上一堆木屑。然后捉些活蟑螂,将其中几只的触角剪去,一起放在有木屑的一边。

过一会儿,你可以看到那些有触角的蟑螂,会穿过小孔,爬上糖堆偷吃起来,而被剪去了触角的蟑螂,像是患了“感冒”似的,无法嗅出哪儿有香味,仍然在木屑堆上爬来爬去。这个简单的实验清楚地表明,昆虫的触角确有鼻子的嗅觉作用。

昆虫的种类繁多,触角的形状也各不相同。蝗虫、螳螂、蟋蟀头上的一对触角,前后粗细变化不大,看上去像两根鞭子,故叫“鞭状触角”;苍蝇的触角,有点像多芒的麦穗,叫“具芒触角”;金龟子的触角,则是一片片连接而成的,很像鱼鳃,就称“鳃状触角”;蚊子的触角有许多分支,宛如两把刷子,称作“坏毛状触角”;白蚁的触角像佛僧们手中的念珠,所以就叫“念珠状触角”。

此外,还有跳蚤的锤状触角、蛾子的羽状触角、蜜蜂的膝状触角……即使同一种昆虫,雌雄之间的触角形状也不尽相同,例如有种地老虎,雌性的触角为丝状,而雄性的则为羽状。

昆虫的触角除了形状上有明显的差异外,长短也很悬殊。蜻蜓、蝉的触角很短,只有在放大镜下才能观察清楚,而蟋蟀、天牛、蝴蝶等的触角就很长。

在浙江西天目山的考察中,我们捉到了许多螽斯科昆虫纺织娘,测量了其中10只的触角,平均长度居然超过了40毫米。

尽管昆虫的触角千姿百态,但它们的结构却基本相同,都长在复眼前方的两个叫触角窝的小凹坑里。

触角由许多小节组成,大体可分三部分:基部第一节比较粗短,叫柄节,它以膜质连接于触角窝边缘,起了支撑上面各节的作用;第二节叫梗节;第三节以后的各节,统称为鞭节。各种昆虫触角形状和长短的变化主要表现在鞭节上。

科学家们发现,昆虫的触角上长着许多不同形状的嗅觉窝,每个窝都由一个小腔与外界相通,窝内分布有感觉神经纤维,直接与脑神经中枢相连。所以,昆虫的两根触角总是在不停地东摇西摆,探测周围极其微弱的气味信息。

当然,嗅觉窝并不是分布在昆虫的整个触角上,而是有特定的部位。

在电子显微镜下我们可以看到,蚜虫的嗅觉窝多半生在柄节上,蜜蜂的嗅觉窝主要分布于触角鞭节前端。

昆虫嗅觉窝的数量也不一致,蜜蜂工蜂的触角上有大约6000个嗅觉窝,而雄蜂竟有3万个以上。

一般来说,雄虫的触角比雌虫要发达,嗅觉窝自然也较多,比如雄金龟子的触角上有5万多个嗅觉窝,而雌的还不到8000个。

昆虫的触角,尽管在外形、长度、嗅觉窝数量上千差万别,但是,它们的嗅觉灵敏度都相当惊人,能敏锐地感觉到各种化学物质的气味,寻觅食物和识别伙伴。

比如,苍蝇只要闻到粪臭、鱼腥味,就会从四面八方云集而来;蚊子闻到人身上的汗酸味,便会嗡嗡飞来咬人;蜜蜂和蝴蝶能闻出各种花果的香味,找到它们爱吃的花蜜。

蚂蚁还可以用触角来辨认自己的同伴,假如把几个蚂蚁放入另一窝蚂蚁的蚁巢内,由于彼此气味相异,这些外来的蚂蚁很快会遭到猛烈的攻击,而被活活咬死。

昆虫也能依靠触角寻找配偶。一般昆虫的雌虫活动性不强,有的甚至翅膀完全退化,不能飞翔,但在性成熟时,雌虫能分泌一种叫性诱素的化学物质,这种物质有特殊的气味,随空气的流动而扩散到周围环境中。雄虫凭触角可以闻出这种气味,不远千里,飞来向雌虫“求爱”。

一只雌蚕蛾虽然仅分泌出0.005～1.0微克的性诱素,但却能诱引100万只雄蛾前来“约会”。可是,一旦用剪刀剪去雄虫的触角,若在触角上涂上蜡质,这时即使雌虫近在眼前,雄虫也无动于衷,因为它们丧失了嗅觉功能。

昆虫还能依赖触角来选择产卵场所。菜粉蝶闻到萝卜、青菜等植物挥发出来的芥子油气味,就飞到这些蔬菜上产卵;米蛾闻到大米的气味,就会钻进米囤产卵。

昆虫的触角除了有“鼻子”的嗅觉作用外,有的还能起到“耳朵”的听觉作用呢!如蚜虫的“耳朵”就长在触角根部的柄节上;雄蚊的“耳朵”长在触角的第二节上,蓬蓬松松的感觉毛可以接受雌虫飞行时发出的嗡嗡声。

有的昆虫,如夜蛾、虎蛾,它们羽状的触角还像是无源雷达探测器,能探测其他蛾子飞行时胸部发出的红外线。蛾子凭其“雷达”导航,可以方便地找到食物和配偶。

有些昆虫的触角还有其他特殊的本领,如水蚤在游泳时,靠触角维持身体的平衡;地胆、水黾的雄虫,能用触角执握雌虫,进行交配;还有一种水生的牙虫,可以用露出水面的触角进行呼吸。

因为昆虫有了这种“鼻子”,所以就具有趋化性和趋避性。

蜜蜂寻香,苍蝇逐臭,就是昆虫的趋化性。趋避性就是昆虫闻到某种气味而远远躲开的行为。人们根据昆虫的这种特性,已经制造出许多有气味的杀虫剂,其中,有些是利用昆虫的趋化性,如人工合成的性诱剂,诱集害虫,聚而歼之;有些是利用昆虫的趋避性,如驱蚊香、樟脑丸等各种驱虫剂。

昆虫奇妙的“鼻子”,也引起仿生学的浓厚兴趣,借鉴昆虫嗅觉器官,成功地研制了嗅敏仪和气体检测仪,它们比一般的自动分析仪器更加灵敏、快速和小型化。

这些被形象地称为“电子鼻”的仪器,在生产实践和科学实验中已获得了广泛的应用。

近年来,科学家们对昆虫的触角进行了更广泛和更深入的研究,这不仅可以大大地丰富仿生学的内容,而且为害虫防治工作开辟了更新、更广阔的途径。