圖1. 烏黑細裳蜉(sepia dun,Leptophlebia marginata)的成蟲(上)的亞成蟲(下)。
蜉蝣是不完全變態(incomplete metamorphosis)的昆蟲,屬於半變態類(hemimetabola)。也就是說,它們的一生中只經歷3個蟲態的變化和生長髮育:卵→幼蟲→成蟲。蜉蝣的幼蟲也叫若蟲或稚蟲,它們是水生的。與昆蟲綱中其他類群的昆蟲不一樣的是,蜉蝣在生長到最後一齡若蟲,蛻皮羽化後還沒有進入成蟲期,而是經一個亞成蟲階段,再蛻皮才成為完全性成熟的成蟲。亞成蟲在形態與生理上與成蟲相似,翅也完全伸展開,但它們的體色較暗,翅緣披有細絨毛,複眼、足和生殖器尚未徹底長成,翅上的色彩還不能吸配偶。亞成蟲需要經過一段時間後蛻皮,才能成為完全性成熟的成蟲。蜉蝣亞成蟲期有長有短,長的1天或2天,短的只有幾分鐘。在昆蟲綱中,也只有蜉蝣這類昆蟲在有翅的蟲態還能蛻皮和進一步生長。但是,在褶緣蜉科(Palingeniidae)的蜉蝣中,它們在亞成蟲階段就已性成熟,也不存在真正的成蟲形態。
圖2. 蜉蝣(Ephemera danica)的雄成蟲。
圖3. 蜉蝣(Ephemera vulgata)的成蟲。
圖4. 一種四節蜉(Baetis intercalaris)
圖5. 無數只蜉蝣短暫地雲集在安大略湖畔,當地人叫蜉蝣為“西鯡飛蟲”(shadflies)。
對於所有蜉蝣的種群,它們都是在春天或秋天的某1~2天內同時羽化、並同時進入性成熟階段。性成熟的成蟲不計其數地群集在一起,它們到處飛舞,或停歇在任何物體的表面。很多種類的蜉蝣都是在黎明或黃昏時分同步羽化飛行的,這說明光強度可能是致使它們同時羽化的重要因子。除了光強度之外,還有其他一些環境因子可引發蜉蝣的同步羽化。有一種四節蜉(
Baetis intercalaris),如果是在七八月份,它們道常會在太陽落下後同步羽化出現。但如果是在六月份,它們會在正午時分同步羽化。蜉蝣種群的同步羽化和大規模群集,是它們的一種生存對策。因為對於一個個體來講,這樣可大大降低它被捕食的概率。蜉蝣的亞成蟲身體柔嫩,也是很多捕食性動物非常喜愛的美味獵物。圖6. 蜉蝣的若蟲。
蜉蝣成蟲的壽命極為短暫,具體有多長因種類而異。成蟲壽命最短的蜉蝣是Dolania americana,其雌成蟲的壽命還不到5分鐘。成蟲首要的生物學史命就是生殖。蜉蝣成蟲的口器十分退化,它們根本不取食,在其消化道中只充滿著空氣。雖然成蟲不取食,但它們可以飛到有水的地方,點觸水面以飲取少許水分。
雄性的蜉蝣成蟲有單獨飛行搜尋配偶的,但大多數種類的蜉蝣,雄成蟲都是雲集在一起,在水面上幾米的空中上下來回地飛行。在晴朗的天空下,雄蟲群集飛行,向雌蟲表演婚舞(nuptial or courtship dance),且每個雄蟲的舞姿(上下來回、盤旋俯衝等模式)各不相同。雄蟲可飛到林中過夜,然後在接下來的一天,又再飛回到集體婚舞的隊伍中。雌蟲從外飛入飛舞的雄蟲群中,並與雄蟲在空中實施交配。交配只持續幾秒鐘,但交配後雌雄仍成對相連,落到地面時還不斷振翅和抖動。蜉蝣飛行時翅上下煽動,尾須向下拖曳;而停歇的翅直立於體背不動,腹尾向上翹起。
每隻蜉蝣雌蟲可產下400~3000枚卵。雌蟲產卵時,卵從空中分批撒落到水面,有時雌蟲也會像蜻蜓點水一樣飛到水面,用腹部尾端輕觸水面,將卵產於水中。雌蟲每次成批地把卵產下,卵漸漸沉入水底。少數種類的蜉蝣雌蟲能潛入水中,將卵產於水下植物上或裂縫中。卵從產下到孵化所需的時間變化很大,短的只要幾天,長的需要近1年的時間。這因種類的不同而不同,同時受水環境因子(最主要的是水溫)的影響也非常顯著。在環境條件不適宜的情況下,卵也會進入停止發育的休眠(dormant)或滯育(diapause)狀態。若蟲生長速率和蛻皮的次數也是種類相關的和水環境溫度相關的 (temperature-dependent),因種類的不同而不同和隨溫度的變化而變化。一般情況下,蜉蝣若蟲歷期短的有幾個月,長的可達幾年之久。
很多種類的蜉蝣是在流水中繁育的,所以對於卵和幼蟲來說,它們都會被衝向水流的下游。會了不讓卵和幼蟲被沖走得過遠,雌蟲會盡量飛到水流上游去產卵。蒂莎蜉蝣(Tisza mayfly)是分佈在歐洲的一個大型種,其體長可達10cm。這種蜉蝣的雌蟲要產卵時,可沿水流的上游方向飛行3千米後再將卵產到水面。蒂莎蜉蝣的卵沉入水底後經45天孵化,孵化的幼蟲隨即鑽入水底沉積物中,在那裡生長2~3年後羽化為亞成蟲。
圖7. 歐洲最大的蒂莎蜉蝣(Tisza mayfly,
Palingenia longicauda)蜉蝣若蟲蛻皮羽化有幾種不同的方式。有些種類的末齡若蟲是在水下蛻皮變為亞成蟲的,羽化的亞成蟲游出水面後飛到空中。一些種類的末齡若蟲,在蛻皮後會靜靜地在蛻下的蛻(exuviae or cast skinIn)上停歇一兩分鐘,然後再飛向空中。還有些種類的蜉蝣,末齡若蟲會游到水邊,爬離水面後才開始蛻皮羽化。
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