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【动物界全系列】蝉下目—蝉总科(一):螽蝉

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地球生物与人类文明

2024-08-21 09:01 上海

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蝉下目—蝉总科(一):螽蝉

 

真核生物域

动物界

真后生动物亚界

蜕皮动物总门

节肢动物门

六足亚门

昆虫纲

有翅亚纲

新翅下纲

半翅目

颈喙亚目〈头喙亚目〉

蝉下目

蝉总科

 

蝉总科(学名:Cicadoidea),蝉下目的一个总科。

1.下属科

螽蝉科(Tettigarctidae)

蝉科(Cicadidae)


2.螽蝉科

螽蝉科(学名:Tettigarctidae)是半翅目蝉总科下的一科,是真蝉的近亲。

本科的模式属为螽蝉属(Tettigarcta),也是本科唯一存有现生种的属,其下有两个现存物种,一种是澳大利亚南部的T. crinita,一种是塔斯马尼亚岛的T. tomentosa。除了螽蝉属外,螽蝉科还包含20多个已灭绝、仅包含化石物种的属,化石类群包括来自新西兰中新世的Paratettigarcta,法国古新世的Meuniera,中国晚侏罗世的Sanmai,和加拿大晚白垩世早期的Maculaferrum等。

3.蝉科

蝉科(学名:Cicadidae)是蝉总科下的一科,其下物种通称为蝉,其特色为雄虫腹胸交界处有发声器,收缩振动而产生很大的鸣叫声,雌虫则无此器官;成虫与若虫均头宽大于胸宽,且具两突出的复眼,均吸食植物汁液为生,惟若虫于地下挖洞穴居,成熟后爬上树干羽化,成虫四翅薄而多为透明。因其鸣叫声音,又俗称“知了”。

蝉科广泛分布于全球温带至热带地区(已知纪录约2500种蝉)。一些分布于沙漠地区的种类,当体温过热时,会从背板(tergum)排出多余的水分,进而达到冷却及散热的效果(原理与人类流汗类似)。

(1)形态特征

蝉有两对膜翅,形状基本相同,头部宽而短,具有明显突出的额唇基;视力相当良好,复眼不大,位于头部两侧且分得很开,有3个单眼。触角短,呈刚毛状。口器细长,口器内有食管与唾液管,属于刺吸式。胸部则包括前胸、中胸及后胸,其中前胸和中胸较长。3个胸部都具有一对足,腿节粗壮发达(若虫前脚用来挖掘,腿节膨大,带刺)。蝉的腹部呈长锥形,总共有10个腹节,第9腹节成为尾节。雄蝉第1、第2腹节具发音器,第10腹节形成肛门;雌蝉第10腹节形成产卵管,且较为膨大。幼虫生活在土中,末龄幼虫多为棕色,与成虫相似。螽蝉科有两个种类,俗称为毛蝉。仅分布于澳大利亚南部,包括塔斯马尼亚岛。蝉也有不同的,它们的形状相似而颜色各异。

大多数蝉的体型通常不大,成虫体长多在2至5厘米(0.6至1.5寸)之间,少数种类,例如世界最大的帝王蝉(Megapomponia imperatoria)翼展就达20厘米(6寸),体长约7厘米(2.1寸);同样栖息于南亚地区的一种大型蝉(Tacua speciosa,有“青襟油蝉”或“婆罗洲巨蝉”等名称)翼展也有18厘米(5.4寸),其体长则约4至5厘米(1.2至1.5寸)。蝉的外骨骼很坚硬,双翅相当发达,多为透明或半透明(双翅完全不透明的种类通常翅面颜色较为鲜明,且多分布于靠近热带的地区),上面有明显的翅脉。


(2)生活习性

蝉的幼虫生活在土中,有一对强壮的开掘前足。利用刺吸式口器刺吸植物根部汁液,削弱树势,使枝梢枯死,影响树木生长。通常会在土中待上几年甚至十几年,如3年、5年,还会有17年,这些数有一个共同点,都是质数。这是因为质数的因数很少,在钻出泥土时可以防止和别的蝉类一起钻出,争夺领土、食物。将要羽化时,于黄昏及夜间钻出土表,爬到树上,然后抓紧树皮,蜕皮羽化。当蝉蛹的背上出现一条黑色的裂缝时,蜕皮的过程就开始了,头先出来,紧接着露出绿色的身体和褶皱的翅膀,停留片刻,使翅膀变硬,颜色变深,便开始起飞。整个过程需要一个小时左右。6月末,幼虫开始羽化为成虫,刚羽化的蝉呈绿色,最长寿命长约60~70天。7月下旬,雌成虫开始产卵,8月上、中旬为产卵盛期,卵多产在4~5毫米粗的枝梢上。夏天在树上叫声响亮,用针刺口器吸取树汁,幼虫栖息土中,吸取树根液汁,对树木有害。

蜕皮是由一种激素控制的。蝉蛹的前腿呈勾状,这样,当成虫从空壳中出来时,它就可以牢牢地挂在树上。蝉蛹必须垂直面对树身,这一点非常重要。这是为了成虫两翅的正常发育,否则翅膀就会发育畸形。蝉将蛹的外壳作为基础,慢慢地自行解脱,就像从一副盔甲中爬出来。整个过程需要一个小时左右。当蝉的上半身获得自由以后,它又倒挂着使其双翼展开。在这个阶段,蝉的双翼很软,它们通过其中的体液管使之展开。体液管由液体压力而使双翼伸开。当液体被抽回蝉体内时,展开的双翼就已经变硬了。

如果在一只蝉双翼展开的过程中受到了干扰,这只蝉将终生残废,也许根本无法飞行,并且无法发声。

每当蝉口渴,饥饿之际,总会用自己坚硬的口器插入树干一天到晚的吮吸汁液,把大量的营养与水分吸入自己的身体中,用来延长自己的寿命。蝉在未成熟之前在土里成长,后慢慢掏洞爬于树干上,如发现有稀泥的盗土洞里必有幼蝉,蝉是在夜间趴在树干上脱壳,脱完壳就有了翅膀了。

雄蝉会鸣叫,它的发音器在腹肌部,像蒙上了一层鼓膜的大鼓,鼓膜受到振动而发出声音,由于鸣肌每秒能伸缩约1万次,盖板和鼓膜之间是空的,能起共鸣的作用,所以其鸣声特别响亮。并且能轮流利用各种不同的声调激昂高歌。雄蝉每天唱个不停,是为了引诱雌蝉来交配,它们并不能听见自己的“歌声”。每个种的雄蝉发出3种不同的鸣声:集合声,受每日天气变动和其他雄蝉鸣声的调节;交配前的求偶声;被捉住或受惊飞走时的粗厉鸣声。雌蝉的乐器构造不完全,不能发声,所以它是“哑巴蝉”。有些种从鸣声、行为和形态上较易鉴别。

(3)生长繁殖

每年的6~7月会从蛹变成成虫然后在短短的数日内产卵,从卵开始,到若虫在地底生活的过程,一直到最后一次脱壳变成成虫,在树上大鸣大放,这段时间通常有一到两年。其中在蝉类里它们的幼虫又称为“若虫”,它们的雄蝉会发出声音吸引雌蝉来跟他交配,它再用它那根尖尖的产卵管,插进树中产卵,直到第二年幼虫才会孵出,再在土中生活几年甚至十几年后才能破土而出,在漫长的生活中它们要经历很多次的脱壳,最后一次脱壳也是它成为成虫的时候,成为成虫时它会发出声音,而雄蝉发出的声音便是以每秒上百次的高频率,不断地震动著位於腹部的两片鼓状膜,来发出尖锐响亮的声音。这种声音有助于雌蝉确定适合交配的雄蝉的位置。

(4)种群分类

蝉约2000余种。包括蚱蝉(Cryptotympanaatrata)、蟪蛄(Platypleura kaempferi)、鸣鸣蝉(Oncotumpana maculicollis)、云南秃角蝉(学名:Centrotoscelusyunanensis)、草蝉、斑蝉、薄翅蝉、高砂熊蝉、台湾骚蝉、黑翅蝉、红眼蝉、台湾端黑蝉、山西姬蝉、龟纹、秋蝉等。

十七年蝉:北美洲一种穴居十七年才能化羽而出的蝉,它们在地底蛰伏17年始出,尔后附上树枝蜕皮,然后交配。雄蝉交配后即死去,母蝉亦于产卵后死。科学家解释,十七年蝉的这种奇特生活方式,为的是避免天敌的侵害并安全延续种群,因而演化出一个漫长而隐秘的生命周期。还有一种十三年蝉。这种蝉在地下生活的时间有13年,仅次于十七年蝉。

1979年的夏季,从美国的卡洛来纳州到纽约,每天晚上都有无数的暗色小虫子从地下飞出来,这就是十七年蝉。它们飞到几乎所有竖立着的目标上,如树木、电线杆和建筑物,不一会儿,雄蝉发出欢乐喧闹的叫声,引诱雌蝉,这标志着它们1962年出生后在地下生存了17年,到地面上来举行“婚礼”。这是其它食虫兽最快乐的时光,这是难得一见的盛宴,然而十七年蝉一旦爬出地面生命就很短暂了,所有食虫兽都会一拥而上抢食这些十七年蝉。要不是数量优势,这种蝉恐怕早就灭绝了。

绝大多数的昆虫,只有一年或更短的生活史,一般的蝉只有3至9年的生活史。

(5)分布范围

分布于温带及热带地区,栖于沙漠、草原和森林。除每年仲夏出现的三伏蝉——蛾蝉属等属的种类之外还有周期蝉。最著名的周期蝉有十七年蝉和十三年蝉,又称质数蝉,由于生命周期是质数,所以不会遇到上一世代所遇到的天敌。周期蝉隔一定时间在一定地区大发生一次,届时数十到数百只黑褐色的蝉幼虫一起从土里钻出羽化,十分壮观。有些种从鸣声、行为和形态上较易鉴别。

(6)主要价值

蝉蜕富含甲壳素、蛋白质、氨基酸、有机酸等,常用于治疗外感风热、咳嗽音哑、咽喉肿痛、风疹瘙痒、目赤目翳、破伤风、小儿惊痫、夜哭不止等症。古代《礼记》中还有食蝉的记载,当时蝉不仅是一般平民的食品,而且成为君王贵族筵席上的佳馔,有不少地方保留着食蝉的习俗。蝉的食法多样,既可烩炙,也可煎炸。它和蚯蚓、蚱蜢、蚂蚁、豆虫、蚕蛹、蝎子、蜂蛹等昆虫一样,均为高蛋白食物。据营养师测定,蝉含蛋白质高达72%,不失为一种天然的营养品。


(7)动物文化
①鸣声

自古以来,人们对蝉最感兴趣的的莫过于是它的鸣声。它为诗人墨客们所歌颂,并以咏蝉声来抒发高洁的情怀,更有甚者是有的人还用小巧玲珑的笼装养着蝉来置于房中听其声,以得欢心。的确,从白花齐放的春天,到绿叶凋零的秋天,蝉一直不知疲倦地用轻快而舒畅的调子,不用任何中、西乐器伴奏,为人们高唱一曲又一曲轻快的蝉歌,为大自然增添了浓厚的情意,难怪乎人们称它为“昆虫音乐家”、“大自然的歌手”。

人们陶醉于蝉的鸣声,而却忘记了它的本性,你可知道,每当蝉落在树枝上引吭高歌,一面用它的尖细的口器刺入树皮吮吸树汁时,各种口渴的蚂蚁、苍蝇、甲虫等便闻声而至,都来吸吮树汁,蝉又飞到另一颗树上,再另开一口“泉眼”,继续为它们提供饮料,这样如果一棵树上被蝉插上十几个洞,树枝将流尽而枯萎死亡。可见蝉是树木的大害虫。

会鸣的蝉是雄蝉,它的发音器就在腹基部,像蒙上了一层鼓膜的大鼓,鼓膜受到振动而发出声音,由于鸣肌每秒能伸缩约1万次,盖板和鼓膜之间是空的,能起共鸣的作用,所以其鸣声特别响亮。并且能轮流利用各种不用的声调激昂高歌。雌蝉的乐器构造不完全,不能发声,所以它是“哑巴蝉”。

雄蝉每天唱个不停,是为了引诱雌蝉来交配的,雄蝉的叫声,雌蝉听来像一首美妙的乐曲,在交配受精后,雌蝉,就用像剑一样的产卵管在树枝上刺成一排小孔,把卵产在小孔里,几周之后雄蝉和雌蝉就死了。

为什么雄蝉会叫?原来蝉肚皮上的两个小圆片叫音盖,音盖内侧有一层透明的薄膜,这层膜叫瓣膜,其实是瓣膜发出的声音,人们用扩音器来扩大自己的声音,音盖就相当于蝉的扩音器一样来回收缩扩大声音,就会发出"知——了,知——了"的叫声,会叫的是雄蝉,雌蝉的肚皮上没有音盖和瓣膜,所以雌蝉不会叫。

小小的幼虫从卵里孵化出来,呆在树枝上,秋风把它吹到地面上,一到地面,马上寻找柔软的土壤往下钻,钻到树根边,吸食树根液汁过日子,少则两三年,多则十几年从幼虫到成虫要通过五次蜕皮,其中四次在地下进行,而最后一次,是钻出土壤爬到树上蜕去干枯的浅黄色的壳(这就是蝉壳)才变成成虫。由此可见,蝉是见不得天的昆虫,虽然寿命很长,但是很少很少在阳光下生活,几乎一生都在黑暗地下度过,可说是太遗憾了。

②翅膀

蝉有两对膜质的翅膀,翅脉很硬,蝉休息时,翅膀总是覆盖在背上。蝉是很少自由自在地飞翔,只有采食或受到骚扰时时候,才从一棵树飞到另一棵树。有趣的是,蝉能一边用吸管吸汁,一边用乐器唱歌,饮食和唱歌互不妨碍,蝉的鸣叫能预报天气,如果蝉很早就在树端高声歌唱起来,这就告诉人们“今天天气很热”。

③《蝉》虞世南

垂緌(ruí)饮清露,流响出疏桐。

居高声自远,非是藉秋风。

④《在狱咏蝉并序》骆宾王

余禁所禁垣西,是法厅事也,有古槐数珠焉。虽生意可知,同殷仲文之古树,而听讼斯在,即周召伯之甘棠。每至夕照低阴,秋蝉疏引,发声幽息,有切尝闻。岂人心异于曩时,将虫响悲于前听。嗟乎,声以动容,德人以象贤。故洁其身也,禀君子达人之高行,蜕其皮也,有仙都羽化之灵姿。候时而来,顺阴阳之数,应节为变,寄藏用之机。有目斯开,不以道昏而昧其视,有翼自薄,不以俗厚而其真。吟乔树之微风,韵姿天纵,饮高秋之坠露,清畏人知。仆失路艰虞,遭时徽纆。不哀伤而自怨,未摇落而先衰。闻蟪蛄之流声,悟平反之已奏,见情沿物应,哀弱羽之飘零,道寄人知,悯馀声之寂寞。非谓文墨,取代幽忧云尔。

西陆蝉声唱,南冠客思深。

不堪玄鬓影,来对白头吟。

露重飞难进,风多响易沉。

无人信高洁,谁为表余心?

 

# 动物界全系列
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