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蜉蝣
來源:互聯(lián)網(wǎng)

蜉蝣[yóu](學(xué)名:Ephemeroptera)是節(jié)肢動物門昆蟲綱下的一目。它是一類古老的昆蟲,距今已有3億年的歷史,是地球上最古老的帶翅昆蟲。已知的全球蜉蝣目動物群有42科442屬3341種。截止2002年,中國記錄共有17科60屬220種。其稚蟲通體黃褐色,體長3~28毫米,有扁平型和魚型兩種,頭部有突起和體毛,復(fù)眼發(fā)達(dá),有咀嚼式口器,胸部有三對足,腹部10節(jié),末端有三根尾絲,主要取食藻類或高等水生植物的碎片,少數(shù)食肉。成蟲體壁輕薄光澤,外形多為白色、褐色、淡黃色。膜翅透明,腹部長有2-3根分節(jié)尾絲,飛行時體態(tài)輕盈優(yōu)美,停立時雙翅直立。由于口器退化,成蟲不再進(jìn)食。

蜉蝣分布廣泛,稚蟲幾乎存在所有淡水區(qū)域,成蟲常棲息在溪流、湖泊、江河邊的樹叢等避光處。蜉蝣交配時會選擇婚飛,繁殖方式包括卵生、卵胎生和孤雌生殖。蜉蝣的一生會經(jīng)歷卵、稚蟲亞成蟲、成蟲四個階段。

研究蜉蝣化石有助于探討其起源、進(jìn)化、生活習(xí)性和生態(tài)環(huán)境,同時也可為研究其他有翅昆蟲及其翅的起源與演化、不同地質(zhì)時期的古地理氣候、地球演變和生物進(jìn)化提供重要參考。此外,蜉蝣稚蟲在水質(zhì)監(jiān)測中也有著廣泛應(yīng)用。由《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》評估的蜉蝣目昆蟲中已有2類滅絕2類瀕危。

然而,中國古人錯誤地將蜉蝣的成蟲期視為整個生命周期,使其在古詩詞中被描繪成“朝生暮死”的形象,用以詠嘆人生短暫,生命易逝。

分類

已知的全球蜉蝣目動物群有42科400多屬3000多種。中國大陸已知蜉蝣種類有17科60屬220種。

化石溯源

歷史悠久

蜉蝣是地球上最古老的帶翅昆蟲,由哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)的蜉蝣身體印記化石,距今已有3億年左右。

數(shù)量豐富

蜉蝣化石種類豐富,數(shù)量頗多,在俄羅斯、法國、巴西以及中國等多地均有發(fā)現(xiàn)。并且蜉蝣化石也是中國數(shù)量最多的昆蟲化石。此前,中科院南京地質(zhì)古生物研究所與廣西地質(zhì)調(diào)查院的研究人員就發(fā)現(xiàn)了一層1.8億年前的蜉蝣化石,其中蜉蝣個體數(shù)量多達(dá)381只。

研究眾多

由于其原始的脈序和獨特的系統(tǒng)地位該目化石的研究不僅對探討蜉蝣類群的起源、進(jìn)化和生活習(xí)性及恢復(fù)當(dāng)時的生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的意義,而且對于研究其它有翅昆蟲及其翅的起源與演化、不同地質(zhì)時期古地理、古氣候、地球演變和生物進(jìn)化等具有重要的參考價值。于是乎有關(guān)蜉蝣化石的研究數(shù)量眾多。有關(guān)蜉蝣化石的研究起源于19世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代,該階段研究主要特點是對蜉蝣化石種類 進(jìn)行了零星的描述,許多國外的昆蟲學(xué)家對此作了大量的分類工作。中國關(guān)于蜉蝣目化石的研究開始于中國生物學(xué)家秉志教授,他在這一領(lǐng)域尤為突出,于1928年和1935年率先發(fā)表了有關(guān)蜉蝣的三個新屬和四個新種。科學(xué)家在化石中發(fā)現(xiàn)的蜉蝣已有40科、124屬、218種。

形態(tài)特征

蜉蝣蟲卵極小,長約0.2—0.3毫米,寬約為0.1-0.2毫米。顏色多為白、綠、灰綠、淡褐等色彩,且表面布有花紋。卵的一端常有帽狀附著物。

稚蟲

亞成蟲

蜉蝣稚蟲經(jīng)過羽化蛻皮過渡為亞成蟲。蛻皮后的亞成蟲會長出翅膀,亞成蟲體色暗淡,翅呈煙熏色,不透明,后緣緣毛明顯,行動遲緩。蜉蝣的亞成蟲與成蟲十分相似,但在形態(tài)上也有一定區(qū)分,差異最大的地方為:一是亞成蟲的翅面及身體表面密生細(xì)毛和各種微毛;二是就雄成蟲而言,它的大部分附肢(尾鋏[jiá]和陽莖、前足以及尾絲)沒有發(fā)育完全。

成蟲

分布棲息

分布范圍

蜉蝣除南極、北極高緯度地區(qū)和部分海洋島嶼外,分布于全球各地,棲息于多種生態(tài)環(huán)境。

棲息環(huán)境

無論是高山還是平原,沼澤還是草地都有蜉蝣的蹤跡。尤其是稚蟲幾乎遍及任何淡水區(qū)域,特別是在溪流中,不論是急流還是緩流的小溪都有稚蟲存在。成蟲白天一般多棲隱在溪流、湖泊或江河邊的雜草及樹叢等避光的地方。在熱帶溫帶地區(qū),蜉蝣的種類和數(shù)量會更多。

生活習(xí)性

蜉蝣稚蟲生活在淡水區(qū)域,以短絲蜉蝣屬和二翅蜉蝣屬為代表的蜉蝣稚蟲種類喜歡生活在靜水區(qū),扁蜉科蜉蝣稚蟲則經(jīng)常生活在流水區(qū),稚蟲的生活方式多樣,有的附生水草,有的在水底爬行或挖掘通道,有的棲息在清澈急流中的石塊下。其成蟲生活在河流溪水旁的禾本科雜草和樹叢等避光的地方。蜉蝣稚蟲的食物包括藻類(絲狀藻、硅藻)或高等水生植物的碎片,在秋冬季藻類缺乏時,有些種類以巖屑為食。但也有少數(shù)是肉食性的。當(dāng)長為亞成蟲和成蟲時蜉蝣的口器會退化,不再取食。蜉蝣成蟲具有趨光性,采集成蟲期的蜉蝣主要依靠燈誘。

生長繁殖

交配過程

蜉蝣交配繁殖時會在飛行中完成,人們將這種現(xiàn)象稱之為“飛婚”,這也是蜉蝣成蟲的唯一任務(wù)。成蟲進(jìn)行飛婚時會選擇在無風(fēng)、光線合適和溫度適中的環(huán)境,然后結(jié)隊地離開水面,在10一45米的空中回旋飛翔,互相追逐展開交配。交配時,雄蟲緊貼雌蟲胸部腹面,用前足抱住雌蟲前胸,插入外生殖器。交配時間不到半分鐘,兩蟲分開后,雄蟲立即死亡,雌蟲會在產(chǎn)完卵后死亡。

繁殖方式

生長周期

蜉蝣的生命周期包含了卵、稚蟲亞成蟲、成蟲四個階段。卵期的長短,常與種類和溫度有關(guān)。短的幾天,長的可達(dá)幾個月,一般在1-2周內(nèi)即孵化。進(jìn)入稚蟲期后,蜉蝣會進(jìn)行多次蛻皮,多達(dá)二十次,要在水中會生活1-3年。亞成蟲因種類的不同也會進(jìn)行不等次數(shù)的蛻皮,在夏天或陽光下,會在24小時蛻變?yōu)槌上x。至于成蟲,往往在完成婚飛交配后,雄蟲會立即死亡,雌蟲會在繁殖出下一代后再死亡,這一時期的蜉蝣會存活數(shù)個小時或數(shù)十個小時。因此,蜉蝣的壽命大概會有1-3年。

物種保護(hù)

種群現(xiàn)狀

美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的一項研究指出,從2015年到2019年,美國伊利湖西部Hexagenia屬蜉蝣的數(shù)量(abundance)減少了84%,在附近的密西西比河流域北部,蜉蝣的數(shù)量在2012年到2019年間下降了52%。

研究者通過統(tǒng)計東北亞地區(qū)的蜉蝣區(qū)系發(fā)現(xiàn),該地區(qū)已知蜉蝣有18科48屬237種。其中,俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的蜉蝣屬種最多,而朝鮮半島和中國東北地區(qū)的蜉蝣區(qū)系最為相似(屬種相似度分別為83%和64%)。相比之下,日本群島的蜉蝣區(qū)系相對獨特。

保護(hù)級別

1996年,Pentagenia robusta 被《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》評為絕滅(EX)物種。

1996年,Pecatonica River Mayfly(Acanthametropus pecatonica)被《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》評為絕滅(EX)物種。

2014年,Large Blue Lake Mayfly(Tasmanophlebi lacuscoerulei)被《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》評為瀕危(EN)物種。

2024年,Gila Mayfly(Lachlania dencyanna)被《世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》評為瀕危(EN)物種。

主要威脅

相關(guān)研究表明,全球蜉蝣目昆蟲正面臨著多重生存威脅,其面臨的主要威脅包括:1.污染,被污染水域中的重金屬和農(nóng)藥殘留物對蜉蝣的存在和豐富度造成了巨大威脅。2.外來物種入侵,在歐洲,已經(jīng)記錄到有750種外來淡水物種使得蜉蝣的生存面臨脅迫。3.棲息地的喪失和退化(主要由于人工堤壩的建造、人類基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和河道的改遷)造成了蜉蝣棲息地的銳減。4.氣候變化,大多數(shù)蜉蝣物種具有相對較短的生命周期和良好的移動性,全球氣溫上升將會使得它們很可能成為首批受影響的群體之一。

保護(hù)措施

歐洲出臺的《水框架指令》和美國頒布的《清潔水法》(CWA)等立法旨在通過保護(hù)水資源,從而保護(hù)包括蜉蝣在內(nèi)的水生物種。

主要價值

水質(zhì)監(jiān)測

水環(huán)境的物理化學(xué)變化和生物變化都會影響到水生生物的發(fā)育和生存,由于蜉蝣種類對水中的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)較為敏感,可用于檢測水資源的污染狀況。研究人員將蜉蝣、石蠅石蛾稱為水質(zhì)指標(biāo)生物“三巨頭”。

科學(xué)研究

蜉蝣起源古老,特征原始,是研究有翅昆蟲起源與演化的重要對象。并且由于其原始的脈序和獨特的系統(tǒng)地位該目化石的研究不僅對探討蜉蝣類群的起源、進(jìn)化和生活習(xí)性及恢復(fù)當(dāng)時的生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的意義,而且對于研究其它有翅昆蟲及其翅的起源與演化、不同地質(zhì)時期古地理、古氣候、地球演變和生物進(jìn)化等具有重要的參考價值。

詩文意象

蜉蝣成蟲的壽命一般只有一到兩天,最短的甚至只能存活幾個小時,因此蜉蝣在中國古詩詞中往往以“朝生暮死”的形象出現(xiàn),常被古代的文人騷客們用以永嘆人生短暫,生命易逝。蜉蝣在中國歷史長河中初次登上文人墨客的舞臺是在2000多年前的先秦時期,出自《詩經(jīng)》中的《曹風(fēng)·蜉蝣》。關(guān)于蜉蝣最為出名的詩句當(dāng)屬蘇軾在《赤壁賦》中的“寄蜉蝣于天地之間,渺滄海之一粟”。

《詩經(jīng)·曹風(fēng)·蜉蝣》

蜉蝣之羽,衣裳楚楚。

心之憂矣,於我歸處?

蜉蝣之翼,采采衣服。

心之憂矣,於我歸息?

蜉蝣掘閱,麻衣如雪。

心之憂矣,於我歸說?

標(biāo)本采集

稚蟲采集

采集蜉蝣稚蟲主要靠網(wǎng)捕,根據(jù)環(huán)境的不同采取不同類型的捕捉網(wǎng)。一般采用手網(wǎng)作為抓捕工具,采集時選擇兩人合作或單人操作的方式,一人在網(wǎng)前攪動水下底質(zhì),掀起石頭等水下雜物,讓蜉蝣稚蟲隨水流一同流入網(wǎng)內(nèi),捕獲后的蜉蝣稚蟲直接放在95%或更高濃度的乙醇中。

亞成蟲和成蟲采集

參考資料 >

蜉蝣.內(nèi)江新聞網(wǎng).2023-09-04

蜉蝣目.catalogueoflife.2024-08-31

Mayfly.世界瀕危物種紅色名錄.2023-06-13

mayfly insect.britannica.2023-05-29

[科普中國]-蜉蝣.科普中國網(wǎng).2024-09-23

最新研究發(fā)現(xiàn)昆蟲的起源可以上溯到約4.8億年前----中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所.中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所.2023-05-06

Search.catalogueoflife.2023-06-19

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1.8億年前蜉蝣“飛行婚禮”化石.新華網(wǎng).2023-05-06

..2023-06-06

蜉蝣.古詩文網(wǎng).2023-05-07

生活家百科家居網(wǎng)