郭梅

夏日炎炎，樹葉如冠，蟬鳴陣陣。不少人對蟬厭惡至極：外形丑陋，聒噪不己。殊不知，沒有蟬鳴的夏天是不完整的。一只蟬從幼蟲羽化而來，需要在地下蟄伏幾年甚至十幾年，才能破土而出飛上高枝，壽命也只有一夏而己。

無蟬不夏天

“池塘邊的榕樹上，知了在聲聲叫著夏天……”這句耳熟能詳?shù)母柙~勾起了很多人童年的回憶，歌詞中提及的“知了聲”，相信也是人們記憶中夏天的組成之一。

蟬屬于同翅目蟬科，全世界已知約3000種，我國有200種左右，它們在自然界出現(xiàn)的時間長短不一。最常見的蚱蟬，是蟬科昆蟲的代表種，俗稱“知了”。其幼蟲期又被稱為“知了猴”“結了龜”或“蟬龜”等，為同翅目蟬科體型最大的。

“居高聲自遠，非是藉秋風?！毕s鳴是炎熱夏季的背景音，自古以來就以“洪亮”而聞名，這要歸功于它肚子上的膜發(fā)生器。昆蟲學家發(fā)現(xiàn)，雄蟬腹部下方有一對白色的半圓形音箱蓋，腹部里有鼓膜、發(fā)音肌、褶膜和鏡膜，還有一個空殼的共鳴室。當它“唱歌”時，先收縮發(fā)音肌，使富有彈性的鼓膜盡量往里拉，然后發(fā)音肌迅速松弛下來，鼓膜恢復原狀。就這樣，發(fā)音肌在收縮與擴張之間，鼓膜隨之凹凸，這種連續(xù)不斷的機械運動最后就會產生聲波振動。當聲波傳到腹部的褶膜和鏡膜時，通過發(fā)音肌收縮的快慢調節(jié)鼓膜發(fā)出音調的短長。當聲波與空氣一起通過共鳴室時，聲音就被放大。這時，音箱蓋也會隨著聲波振動而抑揚頓挫。

在人類聽來沒什么變化的叫聲，蟬的世界里卻有三種意思表達：集合、求偶和受到驚嚇。有人測試過，每只雄蟬在尋求配偶時發(fā)出的嗚叫聲，高達80分貝至100分貝，這相當于一個運轉著的汽車發(fā)動機或剪草機的噪聲。雖然聒噪得令人心煩，但人類對這種噪音毫無辦法。美國昆蟲學家克雷格·吉布斯曾笑言，“這是雄蟬尋找伴侶時發(fā)出的吶喊，人類耳中的噪音，在它們聽來卻是愛的呼喚?！?/p>

并不是所有的蟬發(fā)出的都是“知了知了”的聲音，像北美蟬的聲音為有節(jié)奏的滴答聲或嗚嗚聲，好似鳥兒在歌唱一樣。每當蟬在樹枝上引吭高歌時，它那尖細的口器就會刺入樹皮吮吸樹汁，兩不耽誤。

夏天，雌蟬產卵后一周內即死去?？课硺涓何I養(yǎng)的卵，一個月左右就會孵化成幼蟲，它們起初會待在樹枝上，但秋風吹過便落到地面上，然后就會本能地尋找柔軟的土壤往下鉆，一直鉆到樹根邊，以刺吸式口器吸食樹根液汁度日。每當春暖花開時，幼蟲即向上移動，吸食植物根的汁液；冬天到來后，它們便又鉆入土壤深層，以此避寒。如此往復，它們要在黑漆漆的洞穴中經過漫長的若蟲期，一般會存活幾年以上，有的種類甚至可活十幾年，可謂是昆蟲中的“壽星”。

雖然它們很少在陽光下生活，幾乎一生都“潛伏”在黑暗的地下，但它們又具有很強的趨光性，傍晚時分在樹旁燃起火堆，同時敲擊樹干，蟬就會出現(xiàn)在火旁，很多捕蟬人會利用這一特性將其活捉。

蟬家族中的“明星”

說起蟬，很多人的腦海里就與黑乎乎的肉蟲子掛鉤。其實并非如此，蟬中也不乏有“顏值”，有“才華”的。

“跳高冠軍”沫蟬：因其幼蟲總是被包裹在泡沫中，故而得名。最近的研究表明，沫蟬已經取代了跳蚤的地位，成為自然界新的“跳高冠軍”。當遇到天敵時，沫蟬能在一毫秒的時間內釋放全部能量，身長只有6毫米的蟲子跳躍高度可達70厘米，相當于一個正常人往上跳200米。這得益于沫蟬后腿內側長有大量肌肉，好似一張彈弓。

“偽裝高手”角蟬：它的角不像獸類那樣從頭骨里長出來，而是由胸部的前胸背板形成的。不同種類的角蟬，角的式樣也有所不同。當高冠角蟬停棲在枝條時，頭上的“高冠”會讓人誤以為是一截枯枝；三刺角蟬落在長有棘刺的樹木上，它那根向后伸出的刺混在其中，令人難辨真?zhèn)?。此外，這些貌不驚人的小蟲還會打“配合”，幾只、十幾只角蟬同時停棲在一根枝杈時，它們會等距排開，看上去像是真正的樹杈，輕易地就會騙過天敵，保護自己。

兩大謎團至今無解

蟬愛“唱歌”，那它能聽到自己的歌聲嗎？貌似簡單，但至今無解。

早在100多年前，法國著名昆蟲學家法布爾在《昆蟲記》中說“蟬是個‘聾子”，甚至直至上世紀80年代的小學語文教科書《蟬》一文中也沿用了這個說法。為了驗證此觀點，法布爾曾做過一次實驗，他在樹下打響了土槍，聲似霹雷，可是樹上的蟬絲毫未動，照樣唱個不停。但近些年來，許多昆蟲學家提出質疑，他們解剖后發(fā)現(xiàn)，蟬兩側腹室的外緣各有一個凸起的聽囊，腔內約有1500個聽覺單元。當外界聲波刺激聽膜振動時，聽神經細胞產生興奮，其神經沖動沿聽神經傳入大腦的聽覺中樞，產生相應的聽感覺。雌蟬的聽膜雖比同種雄蟬小，但聽脊卻明顯大，這比聽膜對聲音的敏感性更高，因此證明雄蟬并不是“聾子”，只不過聽覺不如雌蟬罷了。

但隨后科學家在研究中發(fā)現(xiàn)，雄蟬的褶膜、鏡膜和腹腔膜既是接受聲波的聽膜，又是鳴聲的輻射膜，相當于老式的收錄機，不能同時使用收、錄兩種功能。也就是說，雄蟬是“半聾”，即靜止時能聽到聲音，嗚叫時卻是什么也聽不到。但由此又有新疑問出現(xiàn)，因為蟬具有群鳴的習性，大家一起叫、一起停，節(jié)奏十分整齊，顯然它們是需要聽到同伴的聲音后才能參加“合唱”，這樣一來，說雄蟬的鏡膜既是聽膜又是擴音膜就不可理解了，有待科學家進一步證實。

雌蟬一定是“啞巴”嗎？這也是難以解釋的第二個謎。大多數(shù)觀點是，雌蟬身體的樂器構造不完全，不能發(fā)聲。但如果是這樣的話，雄蟬又聽不到自己的嗚叫，如何能吸引遠處的雌蟬呢？因此有科學家認為，雄蟬“歌唱”時能召喚到方圓1000多米內的異性，當它們的距離飛近后，雄蟬不斷發(fā)出特有的低音量“求愛聲”，與此同時，雌蟬也會低聲回應，才能“戀愛”成功，只不過這種低音是人類無法捕捉的。但它們是否真是這樣“喃喃低語”呢？尚不得而知。

最長能在地下“潛伏”17年

“四年黑暗的苦工，一月日光中的享樂，這就是蟬的生活?！狈ú紶栠@樣描述蟬的一生。

的確，蟬算得上昆蟲界的傳奇，尤其是美國東部地區(qū)出現(xiàn)的“周期蟬”。它們在若蟲時期就在地下幾尺深的地方“潛伏”，靠吮吸樹根汁液為生，13年或者17年之后，當?shù)孛鏈囟冗_到18攝氏度以上，數(shù)以億計的蟬就像聽到了集結號一樣，陸續(xù)破土而出，爬上樹蛻皮嗚叫，開始求偶繁殖。一個月的繁衍期過后，這些蟬便逐漸死去，而后代會繼續(xù)蟄伏于地下，等待下一個輪回。絕大多數(shù)的昆蟲只有一年或更短的生命，大部分蟬生命為3年至9年，而這種蟬的生命長度是13年或者17年，絕對算得上是昆蟲界的異類。

美國康涅狄格農業(yè)實驗所昆蟲學家梅爾從1979年開始到2013年，三度研究“十七年蟬”。他介紹，2030年將會再次出現(xiàn)新一波蟬，到時他已經81歲了。難怪有人說，在美國可以用“周期蟬”來為自己的生命計時，它的每一次造訪基本契合了人從青年、壯年到老年的人生軌跡。

現(xiàn)存的“周期蟬”族群分布于美國15個州，每個群“造訪”時間只是內部同步，群之間是相互錯開的。從2012年到2017年，每年都有一種“十七年蟬”出現(xiàn)。2013年夏，北卡羅來納州就遭到過一次“十七年蟬”的造訪，當?shù)鼐用竦姆孔由虾驮鹤永锏教幨沁@種黑乎乎的家伙，人們出門不得不打傘躲避一陣陣的“蟬雨”?？茖W家稱，他們并不知道到底有多少“潛伏者”，粗略估計大概有上億只蟬隨時會瞪著鼓鼓的紅眼睛從地下爬上來。雖然聽起來像恐怖電影里演的生物入侵，但它們是無害的，既不傷人又不會危害其它生物，頂多就是遭到它們吸食的植物會變得比正常狀況略微稀疏單薄，一般不會枯萎死去。

別看“十七年蟬”每次都是“蟬海出行”，其實它們很脆弱，因為飛行速度慢，天敵非常多，數(shù)量龐大是它們幸存的關鍵因素，據(jù)說雌蟬一次產卵可達上千個。在漫長的地下生活中，幼蟲利用糞便建造防水房間，可以保證自己不被大水沖走。盡管如此，還是有大約98%的蟬在出土孵化前已被毀滅，為土壤提供大量的氮元素。過去“十七年蟬”入侵時，每英畝地面數(shù)量可達150萬只，正因如此，鳥類才不可能全部將其吃光，幸存者得以繼續(xù)繁殖。

這些昆蟲為什么會遵循固定的時間規(guī)律？在2012年出版的一期《美國博物學家》雜志上，美國兩位科學家發(fā)表了一篇文章討論“周期蟬”的蟄伏時間，他們調取了1966年至2010年北美所有鳥類的種群統(tǒng)計表，選擇其中15種可以被稱為“周期蟬”天敵的鳥類，制作了一張鳥類隨年份變化的種群數(shù)量曲線，發(fā)現(xiàn)這個變化和“周期蟬”的生命周期幾乎完全重合。也就是說，“十七年蟬”附近的鳥類種群數(shù)量變化正好也是十七年，在蟬出土的當年，鳥類種群數(shù)量達到最低點，然后迅速增加，等下一個十七年到來時再度達到最低?？梢岳斫鉃?，蟬17年的地下蟄伏不過是一種躲避天敵保證自身繁衍的應對之策。但為什么會產生這種現(xiàn)象，兩位科學家尚未有定論，只是提出一種假說，即大量“周期蟬”出土時給周圍土壤組成帶來巨變，從而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)的構成，最終導致鳥量同時產生了驟降。

日本京都大學的研究人員對7個“周期蟬”種進行了RNA測序，有證據(jù)表明，每組“十七年蟬”與其最近的近親“十三年蟬”都發(fā)生過雜交。盡管如此，在長達20萬年的時間里，這些蟬依然維持了各自不同的生命周期，研究人員無法給出精確的遺傳學解釋。未來還將對它們做進一步的全基因組測序，以了解其演化過程中如何維持不同的生命周期。

除了美國，世界其他地方還未發(fā)現(xiàn)“周期蟬”的存在。事實上，早在美國大陸有人定居開始，人們對蟬就有過記錄，但直至今天，這種據(jù)稱是地球數(shù)量最為龐大的昆蟲仍是謎一樣的存在，為什么它能在地下生活那么久，是如何精準計算出土時間的，為什么會選擇這一地區(qū)蟄伏……這些疑問都有待科學家來破解。

尚蟬習俗自古有之

雖然多數(shù)現(xiàn)代人對蟬并無好感，但在中國文化中它是一個重要的角色。

上世紀八十年代，考古人員發(fā)掘了遼寧東溝后洼遺址，屬于新石器時代的22件石雕人像和動物像穿越了約6000年的時光走進現(xiàn)代社會，其中就有一件滑石雕刻蟬形墜，中有穿孔，應是人隨身佩帶的墜飾，這是我國發(fā)現(xiàn)的最早的蟬形石雕?？脊湃藛T認為，在早期惡劣的生存環(huán)境下，這些小雕飾不僅用于審美，更多的可能是寄托了先民的崇拜。

不僅如此，考古人員在多地發(fā)現(xiàn)的新石器時代、商周時代墓葬中，蟬形石雕、玉雕不在少數(shù)。尤其是商代中期至西周初期的青銅器上，蟬紋形象廣泛用于鼎、爵等祭祀所用容器中，且特征明顯：大目，近似長三角形的體型，腹有橫狀條紋，有的有足，有的近似于蛹。江西新干大洋洲商墓中，曾出土了一件長約70厘米的條形青銅大刀，兩面近脊處分飾11組首尾相接的蟬紋，十分罕見。

琮是上古時代玉制禮器中最重要的一種，出土量不多，一般出自大型祭壇或權貴墓葬。在著名的殷墟婦好墓中，共出土14件玉琮與琮形器，其中一半雕有形象生動的蟬紋。這都說明先民己形成了對蟬的崇信與希冀，而這多與其“死而復生”的寓意有關。（資料來源：《北京日報》）

小昆蟲或懂計算數(shù)字

據(jù)英國媒體報道，有專家稱，雖然昆蟲的大腦極小，但可能與個頭較大的動物一樣聰明，甚至有意識。

倫敦大學瑪麗女王學院和劍橋大學的科學家稱，根據(jù)計算機模擬顯示的結果來看，昆蟲大腦里的神經回路可令昆蟲產生意識。昆蟲大腦模型顯示，完成一次簡單的計算過程僅需幾百個神經細胞的活動，而幾千個神經細胞的活動足以使高級動物具有意識。

可見，昆蟲的大腦要勝過一個智能化的“活生生的機器人”。

倫敦大學瑪麗女王學院心理研究中心的拉爾斯教授在《當代生物學》雜志發(fā)表文章稱：“腦容量較大的動物未必聰明，我們知道動物個頭的大小是預測其腦容量的一個最佳方法，然而和現(xiàn)在流行的觀念相反，我們不能根據(jù)動物的腦容量來預知它們的智能行為能力。通常我們在腦容量較大的大腦中沒發(fā)現(xiàn)更復雜的狀態(tài)，僅僅看到相同的神經回路在反復、連續(xù)不斷地重復。這可能會給大腦中記憶的圖像或聲音添加細節(jié)，但不會增加任何的復雜程度。使用計算機模擬可以看出，在許多情況下較大的腦容量可能相當于較大的硬盤，但未必是較好的處理器?！?/p>

動物之間的腦容量差別很大。鯨魚的大腦重達9公斤，有2000億個神經細胞。人腦重量介于1. 25公斤至1. 45公斤之間，估計有100多億個神經細胞，每天能記錄生活中大約8600萬條信息。

相比之下，蜜蜂的腦重量僅有1毫克，其神經細胞也不足百萬個。但科學家指出，許多腦容量的差異僅存在于特殊的腦區(qū)。

研究表明，較大的動物也許需要較大的腦容量，因為有更多的東西需要控制，如使大塊肌肉運動就需要更多的神經。

通過對昆蟲大腦的研究，科學家表示，使用非常有限的神經細胞便能進行大量的“高級”思考，小小的昆蟲有可能會懂得計算數(shù)字，不要以為腦袋大就聰明。