唐傳兵
人們在冬季到來之前就準備好了御寒的衣物,家禽也要換上厚厚的羽毛,田鼠要貯備過冬的食物。小小的昆蟲也不例外,冬季到來之前,它們也做了多方面的準備工作。
昆蟲過冬前的準備工作,是在秋末氣候開始變冷、氣溫平均下降到8℃~10℃之間開始的,而整個過程也是循序漸進、有條不紊的。
首先,是積累營養(yǎng)物質(zhì)。昆蟲在將要進入過冬之前就忙于大量取食,使身體內(nèi)的脂肪含量逐漸增多,到了停止取食時,身體內(nèi)的脂肪含量就達到了最高水平。與此同時,身體的其他組織內(nèi)也在不斷地進行著蛋白質(zhì)和碳水化合物的貯存。這些物質(zhì)的積累可補償過冬階段新陳代謝過程中所消耗的物質(zhì)。
其次,是降低體內(nèi)的水分。正常生活條件下,昆蟲體內(nèi)的含水量很高,一般為體重的70%~80%,也就是說昆蟲整個身體重量的大部分都是水。昆蟲體內(nèi)的水,一般分為兩種:一種叫游離水,另一種叫結(jié)合水。游離水是昆蟲從食物和大氣中直接取得的,這種水一般都還沒有直接參加身體內(nèi)部一系列生物化學變化過程。游離水和一般的水相同,比較容易結(jié)冰。游離水多了,當溫度下降到攝氏零度以下時,昆蟲身體就容易凍結(jié)而導致死亡。結(jié)合水就完全不同了,它不但在昆蟲體內(nèi)參與了一系列的生物化學變化,而水分本身的物理性質(zhì)已經(jīng)改變,因而結(jié)合水在攝氏零下十幾度至零下三十幾度還不結(jié)冰,這就提高了昆蟲的抗寒能力。
昆蟲體內(nèi)的游離水是在什么時間、是怎樣排出的呢?一般地說昆蟲體內(nèi)游離水的排出是分兩個時期進行的。
第一期排水是在昆蟲停止取食剛要轉(zhuǎn)入過冬狀態(tài)以前,就從消化道里排出所有食物殘渣,隨之部分游離水被排出體外。另外由于昆蟲停止取食,不再從外界引進水分,但此時昆蟲體內(nèi)的代謝作用還很旺盛,也就借助呼吸時的蒸發(fā)作用又排出一部分水分。再者由于氣候、光照等外界環(huán)境的改變,也促使昆蟲體內(nèi)進行著一系列的生物化學變化,在這種變化過程中,部分游離水便轉(zhuǎn)變成了結(jié)合水。以上這些過程失去水分的總量一般占總失水量的20%~25%。
第二個失水時期發(fā)生在溫度下降到8℃~9℃時。這時,昆蟲一般都進入過冬的隱蔽場所,但由于還沒有進入真正的過冬狀態(tài),還要進行短時間的所謂的過冬鍛煉。在這段時間內(nèi),又失去了1%~4%的水分。
昆蟲在過冬前的準備過程中,除了貯存營養(yǎng)物質(zhì)和降低體內(nèi)游離水的含量外,還有一次改變趨性的過程。昆蟲屬于變溫動物,它們的體溫會隨氣溫的變化而改變,因此,天熱了就向陰涼的地方躲,天冷就要向較暖和的地方跑。這種向暖和地方去的現(xiàn)象,叫作趨溫性。
趨溫性是昆蟲度過嚴冬的一種重要本能。例如專門取食蚜蟲的異色瓢蟲,天氣變冷時,它們就爭先恐后地飛到墻縫、草堆以及倉庫等較暖和的地方度過冬天。在土壤中生活并度過冬天的金電子幼蟲(蠐螬
也有些種類的昆蟲要鉆到樹皮下、樹干內(nèi),或田野、林間的枯枝落葉堆中過冬,這也是一種趨溫性的表現(xiàn)。一般說樹皮或較深樹皮縫中的溫度,要比大氣溫度高2℃~5℃;在樹干2厘米深的地方,溫度比外面高出5℃~6℃。即使在同一棵大樹皮或縫中潛伏過冬的昆蟲,向陽的一面溫度也明顯地比向陰的一面高得多。
人們也許會想到,如果冬季連降大雪,把在大地上過冬的昆蟲深埋了起來,它們都該被凍死了吧。其實厚厚的“雪被”蓋滿大地,保護了地面熱氣蒸發(fā),反而使表土及較深土層免受寒風的侵襲及低溫冰凍。據(jù)測量記載,在雪的覆蓋下,一般土表溫度可保持0℃或稍低一些。如果雪深達4~5厘米,對土壤保溫起著重要作用,這就為在土表或土壤中過冬的昆蟲,提供了一床既輕松又暖和的“鴨絨被”。
趨濕性也是昆蟲一種謀求生存的本能。昆蟲在過冬前雖然脫去了體內(nèi)大部分冰點低的游離水,但在荒漠干旱地區(qū),處于過冬期間的昆蟲體軀及其周圍環(huán)境中的水分,蒸發(fā)量要比回收量高得多,這對保持昆蟲的生理活性極為不利,特別對過冬后的蘇醒影響更大。因此,有些種昆蟲(特別是在地表過冬的成蟲),它們過冬前常選擇在有枯枝、落葉、垃圾等比較潮濕的物體下過冬就是這個緣故。