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昆蟲的足跡幾乎遍布全球,包括條件惡劣的極地地區。
+ 極 地 昆 蟲 類 群 +
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在人跡罕至、環境嚴(yan) 酷的極地地區,我們(men) 能夠發現許多昆蟲活躍的身影。
科學家曾全麵地對北極苔原帶昆蟲進行了報道,共發現昆蟲3300種, 其中雙翅目1600種,甲蟲450種,蝴蝶400種,膜翅目450種以及一些其他昆蟲種類。
無疑,雙翅目在北極苔原帶昆蟲中占了最大比例,它們(men) 也是極地環境中昆蟲綱裏最為(wei) 分化的類群。
來源:midge.cfans.umn.edu
Diamesa sp.
比如,搖蚊科寡角搖蚊屬Diamesa昆蟲在整個(ge) 北極地區都有發現,有些種類甚至能在-16℃的氣溫下活動。
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利昂娜寡角搖蚊 Diamesa leona
它們(men) 的幼蟲通常在具有高溶解氧濃度的冷水才能生長和發育,以生長在岩石、木材和溪流中其他基質上的附生生物(如藻類等)為(wei) 食。
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南極貝搖蚊
南極貝搖蚊Belgica antarctica生活在南極半島的岩石上,無翅,是該大陸特有的昆蟲和完全陸生動物。
來源:en.wikipedia.org
它們(men) 的幼蟲在南極的冬天發育,每次脫水都會(hui) 損失近一半的體(ti) 重。而成蟲的壽命為(wei) 7~10天,在此期間它們(men) 發生會(hui) 交配和產(chan) 卵。
來源:antarcticsun.usap.gov
除了生存能力強悍,科學家研究還發現,它們(men) 擁有昆蟲中最小的基因組,僅(jin) 有9900萬(wan) 個(ge) 堿基對,比之前發現的體(ti) 虱(1.05億(yi) 個(ge) 堿基對)還要少。
來源:polarjournal.ch
斯氏極翅搖蚊
生活在亞(ya) 南極島嶼上的斯氏極翅搖蚊Parochlus steinenii 幼蟲在淡水中孵化出來,以水中的藻類為(wei) 食,常被科學家用來指示南極大陸的氣候變化。
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除了南極的本土物種外,由於(yu) 人類活動的影響,從(cong) 前與(yu) 世隔絕的南極洲也麵臨(lin) 著入侵物種的威脅。
原產(chan) 於(yu) 北半球的斑翅豪蚊Trichocera maculipennis被無意間帶入了喬(qiao) 治王島,雖然還未確定該昆蟲已在野外泛濫,但也需要時刻提高警惕。
來源:Trichocera maculipennis
另外,雙翅目昆蟲還是極地植物傳(chuan) 粉的主力軍(jun) 。在北極高海拔地區,傳(chuan) 粉昆蟲中雙翅目所占比例隨著海拔的增加而增加,且蠅科和舞虻科昆蟲最豐(feng) 富。
研究人員記錄了北極常見的仙女木屬植物上昆蟲訪花情況,發現小型蠅類越多,花結實越多。
仙女木屬植物 來源:phys.org
用來實驗的假花 來源:Malin Ek
除了雙翅目昆蟲外,其他一些耐寒的昆蟲也能在極地頑強生存:
來源:見水印
全身通紅的紅扁甲Cucujus clavipes具有非常好的抗寒能力,它甚至可以在北極生存。
來源:ketheridge.sites.gettysburg.edu
北極草毒蛾Gynaephora groenlandica的幼蟲可以生活在埃爾斯米爾島上,那裏是加拿大北極群島中最北的島嶼,氣溫可達到-70℃。
在極地生存的昆蟲首先要學會(hui) 的就是應對寒冷,抗寒是活下來的必要本領。
+ 昆 蟲 抗 寒 策 略 +
來源:見水印
昆蟲在長期的進化中形成了多種多樣的抗寒策略,這些策略可能出現於(yu) 生活史的任一階段,以便最大限度保證它們(men) 能在極端寒冷的情況下存活。
例如,耐凍性昆蟲在低溫到來時,並不阻止體(ti) 內(nei) 結冰,卻能忍受體(ti) 液結冰。在低溫下它們(men) 的細胞外血淋巴結冰,從(cong) 而使細胞內(nei) 其他重要部位免於(yu) 結冰。
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耐凍的Heleomyza borealis可在低至-60°C的溫度下存活
昆蟲體(ti) 內(nei) 抗寒物質的積累也是它們(men) 抵禦寒冷的法寶,包括小分子抗寒性物質,如甘油 、山梨醇 、甘露醇、海藻糖等和抗凍蛋白。
來源:pbase.com
紅扁甲就可以產(chan) 生高濃度的甘油來“武裝”血液,這些甘油起著“防凍劑”的作用,減少體(ti) 液凍結。
來源:eartharchives.org
北極草毒蛾幼蟲也可以合成冷凍保護化合物,如甘油和甜菜堿。而且在春天來臨(lin) 時,它們(men) 還會(hui) 在吃飽喝足後趴在岩石上曬太陽,讓自己的體(ti) 溫升高。
除此之外,昆蟲還會(hui) 通過降低過冷卻點、體(ti) 內(nei) 含水量或者冰核物質等來抵禦寒冷。這些方式都需要昆蟲身懷特殊技能,那如果本領平平怎麽(me) 辦?
emmmm,找一個(ge) 暖和的地方躲一躲也不錯。
圖片來源:Google 來源見水印
《昆蟲學概論》(第3版)
Mikko Tiusanen et al.
One fly to rule them all—muscid
flies are the key pollinators in
the Arctic, Proceedings of the
Royal Society B: Biological Sciences (2016).
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本期小編:桃花島主
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