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昆蟲越冬前的機體變化

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人們在冬季到來之前就準備好了禦寒的衣物,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、大氣溫度平均下降到8℃~10℃之間開始的,而整個過程也是循序漸進的、有條不紊的。 


  首先,是積累營養物質。昆蟲在將要進入過冬之前就忙於大量取食,使身體內的脂肪含量逐漸增多,到了停止取食時,身體內的脂肪含量就達到了最高水平。與此同時,身體的其他組織內也在不斷的進行著蛋白質和碳水化合物的貯存。這些物質的積累可補償過冬階段新陳代謝過程中所消耗的物質。 


  其次,是降低體內的水分。正常生活條件下,昆蟲體內的含水量很高,一般約為體重的70%~80%,也就是說昆蟲整個身體重量的大部分都是水。昆蟲體內的水,一般分為兩種:一種叫遊離水,另一種叫結合水。遊離水是昆蟲從食物中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部一系列生物化學變化過程。遊離水和一般的水相同,比較容易結冰。遊離水多了,當溫度下降到攝氏零度以下時,昆蟲身體就容易凍結而導致死亡。結合水就完全不同了,它不但在昆蟲體內參予了一系列的生物化學變化,而水分本身的物理性質已經改變,因而結合水在攝氏零下十幾度至零下三十幾度還不結冰,這就提高了昆蟲的抗寒能力。 

   昆蟲體內的遊離水是在什麼時間、是怎樣排出的呢?一般地說昆蟲體內遊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入過冬狀態以前,就從消化道里排出所有食物殘渣,隨之部分遊離水被排出體外,另外由於昆蟲停止取食,不再從外界引進水分,但此時昆蟲體內的代謝作用還很旺盛,也就藉助呼吸時的蒸發作用又排出一部分水分;再者由於氣候、光照等外界環境的改變,也促使昆蟲體內進行著一系列的生物化學變化,在這種變化過程中,部分遊離水變轉變成了結合水。以上這些過程失去水分的總量一般佔總失水量的20%~25%。 


  第二個失水時期發生在溫度下降到8℃~9℃時。這時,昆蟲一般都進入過冬的隱蔽場所,但由於還沒有進入真正的過冬狀態,還要進行短時間的所謂的過冬鍛煉。在這段時間內,又失去了1%~4%的水分。 


  昆蟲在過冬前的準備過程中,除了貯存營養物質和降低體內遊離水的含量外,還有一次改變趨性的過程。昆蟲屬於變溫動物,它們的體溫是跟隨氣溫的變化而改變著,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,它們就爭先恐後地飛到避同的牆縫、草堆以及倉庫等較暖和的地方度過冬天。在土壤中生活並度過冬天的金電子幼蟲(蠐螬)和叩頭蟲的幼蟲(金針蟲),天氣變冷時,它們便向著土壤深處鑽,這是因為10厘米以下深處的土壤溫度要比大氣溫度高7℃以上,20厘米的深處要高10℃多。當土壤深度到達60~90厘米時,溫度晝夜不變;深度達到12米時,一年四季中的溫度,保持著不冷不熱的狀態。雖然大部分昆蟲不會鑽到那麼深,但鑽入到10~15厘米深下還是較為常見的。如果大氣溫度低於-10℃或更低時,昆蟲過冬處的土溫卻只有0℃或稍低點,由於土壤溫度較高,當然就不容易被凍死了。 


  也有些種類的昆蟲要鑽到樹皮下、樹榦內,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。一般說樹皮或較深樹皮縫中的溫度,要比大氣溫度高2℃~5℃;在樹榦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,向陽的一面也明顯地比向陰的一面多得多,因為向陽一面的日平均溫要比向陰的一面高7℃~8℃。 

  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,反而使表土及較深土層免受寒風的侵襲及低溫冰凍。據測量記載,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,提供了一床既輕鬆又暖和的「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大部分冰點低的遊離水,但在荒漠乾旱地區,處於過冬期間的昆蟲體軀及其周圍環境中的水分,蒸發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原故。 

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