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蝉盛夏的潜伏者
夏日炎炎,树叶如冠,蝉鸣阵阵.不少人对蝉厌恶至极：外形丑陋,聒噪不己.殊不知,没有蝉鸣的夏天是不完整的.一只蝉从幼虫羽化而来,需要在地下蛰伏几年甚至十几年,才能破土而出飞上高枝,寿命也只有一夏而己.
无蝉不夏天
“池塘边的榕树上,知了在声声叫着夏天……”这句耳熟能详的歌词勾起了很多人童年的回忆,歌词中提及的“知了声”,相信也是人们记忆中夏天的组成之一.
蝉属于同翅目蝉科,全世界己知约3000种,我国有200种左右,它们在自然界出现的时间长短不一.最常见的蚱蝉,是蝉科昆虫的代表种,俗称“知了”.其幼虫期又被称为“知了猴”“结了龟”或“蝉龟”等,为同翅目蝉科体型最大的.
“居高声自远,非是藉秋风.”蝉鸣是炎热夏季的背景音,自古以来颜以“洪亮”而闻名,这要归功于它肚子上的膜发生器.昆虫学家发现,雄蝉腹部下方有一对白色的半圆形音箱盖,腹部里有鼓膜、发音肌、褶膜和镜膜,还有一个空壳的共鸣室.当它“唱歌”时,先收缩发音肌,使富有弹性的鼓膜尽量往里拉,然后发音肌迅速松弛下来,鼓膜恢复原状.就这样,发音肌在收缩与扩张之间,鼓膜随之凹凸,这种连续不断的机械运动最后就会产生声波振动.当声波传到腹部的褶膜和镜膜时．通过发音肌收缩的快慢调节鼓膜发出音调的短长.当声波与空气一起通过共鸣室时,声音就被放大.这时,音箱盖也会随着声波振动而抑扬顿挫.
在人类听来没什么变化的叫声,蝉的世界里却有三种意思表达：集合、求偶和受到惊吓.有人测试过,每只雄蝉在寻求配偶时发出的呜叫声,高达80分贝至100分贝,这相当于一个运转着的汽车发动机或剪草机的噪声.虽然聒噪得令人心烦,但人类对这种噪音毫无办法.美国昆虫学家克雷格·吉布斯曾笑言,“这是雄蝉寻找伴侣时发出的呐喊,人类耳中的噪音,在它们听来却是爱的呼唤.”
并不是所有的蝉发出的都是“知了知了”的声音,像北美蝉的声音为有节奏的滴答声或呜呜声,好似鸟儿在歌唱一样.每当蝉在树枝上引吭高歌时,它那尖细的口器就会刺入树皮树汁,两不耽误.
夏天,雌蝉产卵后一周内即死去.靠吸食树根汁液吸取营养的卵,一个月左右就会孵化成幼虫,它们起初会待在树枝上,但秋风吹过便落到地面上,然后就会本能地寻找柔软的土壤往下钻,一直钻到树根边,以刺吸式口器吸食树根液汁度日.每当春暖花开时,幼虫即向上移动,吸食植物根的汁液；冬天到来后,它们便又钻入土壤深层,以此避寒.如此往复,它们要在黑漆漆的洞穴中经过漫长的若虫期,一般会存活几年以上,有的种类甚至可活十几年,可谓是昆虫中的“寿星”.
虽然它们很少在阳光下生活,几乎一生都“潜伏”在黑暗的地下,但它们又具有很强的趋光性,傍晚时分在树旁燃起火堆,同时敲击树干,蝉就会出现在火旁,很多捕蝉人会利用这一特性将其活捉.
蝉家族中的“明星”
说起蝉,很多人的脑海里就与黑乎乎的肉虫子挂钩.其实并非如此,蝉中也不乏有“颜值”,有“才华”的.
“跳高冠军”沫蝉：因其幼虫总是被包裹在泡沫中,故而得名.最近的研究表明,沫蝉已经取代了跳蚤的地位,成为自然界新的“跳高冠军”.当遇到天敌时,沫蝉能在一毫秒的时间内释放全部能量,身长只有6毫米的虫子跳跃高度可达70厘米,相当于一个正常人往上跳200米.这得益于沫蝉后腿内侧长有大量肌肉,好似一张弹弓.
“伪装高手”角蝉：它的角不像兽类那样从头骨里长出来,而是由胸部的前胸背板形成的.不同种类的角蝉,角的式样也有所不同.当高冠角蝉停栖在枝条时,头上的“高冠”会让人误以为是一截枯枝；三刺角蝉落在长有棘刺的树木上,它那根向后伸出的刺混在其中,令人难辨真伪.此外,这些貌不惊人的小虫还会打“配合”,几只、十几只角蝉同时停栖在一根枝杈时,它们会等距排开,看上去像是真正的树杈,轻易地就会骗过天敌,保护自己.
两大谜团至今无解
蝉爱“唱歌”,那它能听到自己的歌声吗？貌似简单,但至今无解.
早在100多年前,法国著名昆虫学家法布尔在《昆虫记》中说“蝉是个 ‘聋子”’,甚至直至上世纪80年代的小学语文教科书《蝉》-文中也沿用了这个说法.为了验证此观点,法布尔曾做过一次实验,他在树下打响了土,声似霹雷,可是树上的蝉丝毫未动,照样唱个不停.但近些年来,许多昆虫学家提出质疑,他们解剖后发现,蝉两侧腹室的外缘各有一个凸起的听囊,腔内约有1500个听觉单元.当外界声波刺激听膜振动时,听神经细胞产生兴奋,其神经冲动沿听神经传入大脑的听觉中枢,产生相应的听感觉.雌蝉的听膜虽比同种雄蝉小,但听脊却明显大,这比听膜对声音的敏感性更高,因此证明雄蝉并不是“聋子”,只不过听觉不如雌蝉罢了.
但随后科学家在研究中发现,雄蝉的褶膜、镜膜和腹腔膜既是接受声波的听膜,又是鸣声的辐射膜,相当于老式的收录机,不能同时使用收、录两种功能.也就是说,雄蝉是“半聋”,即静止时能听到声音,呜叫时却是什么也听不到.但由此又有新疑问出现,因为蝉具有群鸣的习性,大家一起叫、一起停,节奏十分整齐,显然它们是需要听到同伴的声音后才能参加“合唱”,这样一来,说雄蝉的镜膜既是听膜又是扩音膜就不可理解了,有待科学家进一步证实.
雌蝉一定是“哑巴”吗？这也是难以解释的第二个谜.大多数观点是,雌蝉身体的乐器构造不完全,不能发声.但如果是这祥的话,雄蝉又听不到自己的呜叫,如何能吸引远处的雌蝉呢？因此有科学家认为,雄蝉“歌唱”时能召唤到方圆1000多米内的异性,当它什]的距离飞近后,雄蝉不断发出特有的低音量“求爱声”,与此同时,雌蝉也会低声回应,才能“恋爱”成功,只不过这种低音是人类无法捕捉的.但它们是否真是这样“喃喃低语”呢？尚不得而知.
最长能在地下“潜伏”17年
“四年黑暗的苦工,一月日光中的享乐,这就是蝉的生活.”法布尔这样描述蝉的一生.
的确,蝉算得上昆虫界的传奇,尤其是美国东部地区出现的“周期蝉”.它们在若虫时期就在地下几尺深的地方“潜伏”,靠树根汁液为生,13年或者17年之后,当地面温度达到18摄氏度以上,数以亿计的蝉就像听到了集结号一样,陆续破土而出,爬上树蜕皮呜叫,开始求偶繁殖.一个月的繁衍期过后,这些蝉便逐渐死去,而后代会继续蛰伏于地下,等待下一个轮回.绝大多数的昆虫只有一年或更短的生命,大部分蝉生命为3年至9年,而这种蝉的生命长度是13年或者17年,绝对算得上是昆虫界的异类.
美国康涅狄格农业实验所昆虫学家梅尔从1979年开始到2013年,三度研究“十七年蝉”.他介绍,2030年将会再次出现新一波蝉,到时他已经81岁了.难怪有人说,在美国可以用“周期蝉”来为自己的生命计时,它的每一次造访基本契合了人从青年、壮年到老年的人生轨迹.
现存的“周期蝉”族群分布于美国15个州,每个群“造访”时间只是内部同步,群之间是相互错开的.从2012年到2017年,每年都有—种“十七年蝉”出现.2013年夏,北卡罗来纳州就遭到过一次“十七年蝉”的造访,当地居民的房子上和院子里到处是这种黑乎乎的家伙,人们出门不得不打伞躲避一阵阵的“蝉雨”.科学家称,他们并不知道到底有多少“潜伏者”,粗略估计大概有上亿只蝉随时会瞪着鼓鼓的红眼睛从地下爬上来.虽然听起来像恐怖电影里演的生物入侵,但它们是无害的,既不伤人又不会危害其它生物,顶多就是遭到它们吸食的植物会变得比正常状况略微稀疏单薄,一般不会枯萎死去.
别肴“十七年蝉”每次都是“蝉海出行”,其实它们很脆弱,因为飞行速度慢,天敌非常多,数量庞大是它们幸存的关键因素,据说雌蝉一次产卵可达上千个.在漫长的地下生活中,幼虫利用粪便建造防水房间,可以保证自己不被大水冲走.尽管如此,还是有大约98%的蝉在出土孵化前已被毁灭,为土壤提供大量的氮元素.过去“十七年蝉”入侵时,每英亩地面数量可达150万只,正因如此,鸟类才不可能全部将其吃光,幸存者得以继续繁殖.
这些昆虫为什么会遵循固定的时间规律？在2012年出版的一期《美国博物学家》杂志上,美国两位科学家发表了一篇文章讨论“周期蝉”的蛰伏时间,他们调取71966年至2010年北美所有鸟类的种群统计表,选择其中15种可以被称为“周期蝉”天敌的鸟类,制作了一张鸟类随年份变化的种群数量曲线,发现这个变化和“周期蝉”的生命周期几乎完全重合.也就是说,“十七年蝉”附近的鸟类种群数量变化正好也是十七年,在蝉出土的当年,鸟类种群数量达到最低点,然后迅速增加,等下一个十七年到来时再度达到最低.可以理解为,蝉17年的地下蛰伏不过是一种躲避天敌保证自身繁衍的应对之策.但为什么会产生这种现象,两位科学家尚未有定论,只是提出一神假说,即大量“周期蝉”出土时给周围土壤组成带来巨变,从而影响到整个生态系统的构成,最终导致鸟量同时产生了骤降.
日本京都大学的研究人员对7个 “周期蝉”种进行了RNA测序,有证据 表明,每组“十七年蝉”与其最近的近 亲“十三年蝉”都发生过杂交.尽管如 此,在长达20万年的时间里,这些蝉 依然维持了各自不同的生命周期,研究 人员无法给出精确的遗传学解释.未 来还将对它们做进一步的全基因组测 序,以了解其演化过程中如何维持不同 的生命周期.
除了美国,世界其他地方还未发现 “周期蝉”的存在.事实上,早在美国 大陆有人定居开始,人们对蝉就有过 记录,但直至今天,这种据称是地球 数量最为庞大的昆虫仍是谜一样的存 在,为什么它能在地下生活那么久,是 如何精准计算出土时间的,为什么会选择这一地区蛰伏……这些疑问都有待科学家来.
尚蝉习俗自古有之
虽然多数现代人对蝉并无好感,但在中国文化中它是一个重要的角色.
上世纪八十年代,考古人员发掘了辽宁东沟后洼遗址,属于新石器时代的22件石雕人像和动物像穿越了约6000年的时光走进现代社会,其中就有一件滑石雕刻蝉形坠,中有穿孔,应是人随身佩带的坠饰,这是我国发现的最早的蝉形石雕.考古人员认为,在早期恶劣的生存环境下,这些小雕饰不仅用于审美,更多的可能是寄托了先民的崇拜.
不仅如此,考古人员在多地发现的新石器时代、商周时代墓葬中,蝉形石雕、玉雕不在少数.尤其是商代中期至西周初期的青铜器上,蝉纹形象广泛用于鼎、爵等祭祀所用容器中,且特征明显：大目,近似长三角形的体型,腹有横状条纹,有的有足,有的近似于蛹.江西新干大洋洲商墓中,曾出土了一件长约70厘米的条形青铜大刀,两面近脊处分饰11组首尾相接的蝉纹,十分罕见.
琮是上古时代玉制礼器中最重要的一种,出土量不多,一般出自大型祭坛或权贵墓葬.在著名的殷墟妇好墓中,共出土14件玉琮与琮形器,其中一半雕有形象生动的蝉纹.这都说明先民已形成了对蝉的崇信与希冀,而这多与其“死而复生”的寓意有关.【资料来源：《北京日报》）
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