昆虫生存的10个特征

在柏林动物园一年一度的动物盘点中，一只巨大的蚱蜢在动物园管理员的手上休息。

肖恩·盖洛普/盖蒂图片社

如果你想生存下去，灵活是有帮助的。有什么就吃什么，有时间就吃什么身体周期根据当地情况，不要把所有的鸡蛋都放在一个生态篮子里。作为一个阶级，昆虫是灵活性的大师，无论是在遗传适应和表型可塑性一组基因可以产生不同的生理特征，以应对不同的环境[来源:惠特曼和Agrawal]．

昆虫占所有已知动物物种的近73%，占陆地动物物种的近85%。到目前为止，我们已经发现并命名了大约90万种物种，分为32个目。专家估计，真实数字可能会更高，在200万到3000万之间[来源:丹佛斯，史密森学会]．更大的估计部分来自于居住在南美森林树冠上的昆虫种类惊人的多样性[来源:史密森学会]．

它们广泛的身体和社会特征，以及显著的适应性，使昆虫能够传播到几乎每一个开放的生态位。这也部分解释了为什么昆虫能生存下来物种大灭绝[来源：尸体]．但即使是像昆虫这样灵活的生物，也需要很长时间才能辐射成如此多的奇妙形态。

这幅图显示了两条蚂蚁之间的一条银鱼。

迪戈斯蒂尼/盖蒂图片

今天驱使昆虫进化成不同物种的因素，在遥远的过去也曾导致大规模的变化。这些包括突变，自然选择，迁移、隔离和遗传漂变，一些后代及其基因由于与适应无关的随机力而生存的趋势。然而，这种新的演化支，或物种群，如蜜蜂或甲虫，需要更长的进化时间[来源：加州大学伯克利分校]．

昆虫最早出现在至少4.5-5亿年前，它们的祖先是由甲壳类动物进化而来的，我们所认识的最早的生物可能看起来像现代生物银鱼(衣鱼）．一亿到一亿五千万年后，一个主要的开花物种产生了蚱蜢和蟑螂。像苍蝇、黄蜂和甲虫这样的昆虫群大约在2亿年前就出现了[来源:Misof et al。,尸体]．

每一组表示由于时间跨度大而可能的专门化。千万年来，这些进化支辐射出适应众多陆地和淡水生态位的物种[来源:Misof et al。]．这一过程不仅得益于时间，还得益于许多物种的高生育率和大量孵化的生存价值。

一群红蝴蝶围着一根树枝。

阿拉斯泰尔·詹宁斯/数码相机杂志通过盖蒂图片

就人口而言，我们不妨放弃由我们管理这个星球的想法。70亿的人口对我们这些内骨骼的两足动物来说可能听起来很大，但与现存昆虫相比就微不足道了。的人口美国大约有3.2亿人。一些土壤研究发现，在一英亩土地上有许多昆虫[来源:史密森学会]．

对于高死亡率的昆虫来说，繁殖力意味着生存。但富饶的婴儿提供了进化的津贴也大量的种群有助于昆虫充分利用新的生态位和前景。它们还有助于昆虫对我们扔给它们的任何虫汁产生抵抗力。适应度性状是通过随机的有利突变形成的，大的种群意味着基因彩票中彩票的数量也很大[来源:尸体]．

此外，种群压力促使昆虫扩散。更多的地理隔离和更少的基因从种群一端流向另一端有助于创造新物种。对于现有物种，大量种群有助于通过减少遗传漂变的影响来确保稳定性[来源：加州大学伯克利分校]．它们还面临着内部的激烈竞争，一些昆虫利用一点社会工程来解决这个问题[来源:Capinera]．

切叶蚁在哥斯达黎加的丛林里活动。

Wolfgang Kaehler/LightRocket, Getty Images报道

从进化的角度来看，昆虫是社会结构的先驱[来源:Misof et al。]．如今，已知的2%具有这种特性的物种大约占地球昆虫生物量的五分之四[来源:约翰逊和凯利]更重要的是，综合起来，它们的生态影响可以超过任何其他动物。例如，南美洲的切叶蚁吃下的植物比该大陆上所有以植物为食的哺乳动物加起来还要多[来源：迈耶]．

真正的社会,或群居在美国，每个物种都有四个关键特征。它们的成员共享一个巢址;组队养幼;不育(或生育能力差)的工人和繁殖者之间的分工;世代交叠，生活在一起。尽管许多昆虫都有其中一种、两种甚至三种特征，但只有少数昆虫具备全部特征。包括所有白蚁，所有蚂蚁，600种蜜蜂（家庭蜜蜂科)和700种黄蜂(科)胡蜂科)[来源：迈耶]．

当然，社会结构也有风险。传染病和专门的寄生虫可以造成更大的破坏，成员必须相互竞争资源。但是，与从事建筑、采集食物和防御工作的庞大、专业和强大的劳动力相比，庞大的社会人口的好处就变得显而易见了。

这是切叶蚁的特写镜头。像所有昆虫一样，它们有连接的附属物。

Christian Schroth/ullstein图片来自Getty Images

有关节的肢体很确切地定义了昆虫所属的门。它就在节肢动物的名字里(来自希腊语)arthros(连接),poda但在昆虫中，这些成员不仅仅是四肢。它们是从触角到口器的基础[来源：百合花纹的,维格斯沃斯]．

昆虫很可能是从一种由许多类似的腿部组成的生物进化而来的，这与简单的蜈蚣没什么不同。随着时间的推移，这些部分融合在一起，形成了现代昆虫熟悉的头部、腹部和胸部，而它们相连的腿则扮演了从感知到刺的角色。例如，昆虫的头由六个原始节组成，经过改良的腿现在用作触角和专门的口器[来源:百合花纹的,维格斯沃斯]．

我们指的是专业的。如果你认为虾叉子是一种特殊的器具，试着用有切割边的口器，或者用管子和凹槽来帮助吸血动物和花蜜动物。维格斯沃斯;米切尔和斯科特]．

这只加利福尼亚丝兰蛾在给丝兰花授粉之前，会在其子房中产卵。蛾和植物之间的关系依赖昆虫授粉，这是共生的一个典型例子。

Auscape/UIG通过Getty Images

生存的一种方法是成为其他事物的关键，把你的命运紧紧地捆绑在一起，你生或死都是一体的。在自然界中,这种互利共生可能会带来风险，但也可以通过为昆虫及其后代提供食物和庇护所而获得回报。互惠互利有多种形式，其中最极端的是，共同进化这涉及到物种相互影响彼此的进化。

昆虫和植物并没有垄断共同进化或互惠共生，但基因研究表明，它们实际上从一开始就在一起进化[来源:Misof et al。]这段漫长的历史导致了这两种蚂蚁之间有着无数的亲密关系。相思蚂蚁生活在相思树的荆棘中，保护它们不受食草动物的侵害，而树的叶尖为蚂蚁提供食物。例如，丝兰花的形状只能让丝兰蛾子飞帮他们。授粉后，雌性丝兰产卵。当它们孵化时，她的毛虫会吃掉一些种子，但留下足够的种子给啮齿动物传播[来源:卡特]．

印度尼西亚，一只青柠蝴蝶破壳而出。高级昆虫经历了如此彻底的蜕变，以至于在某些阶段它们看起来像是不同的动物

Sijori Images / Barcroft India via Getty Images

在成长过程中忍受剧烈的变化可能听起来像一个巨大的麻烦——我们大多数人都很难做到青春期——但它也有它的好处。

大多数昆虫在它们成熟时，在身体、生化组成和行为上都经历了重大变化。原始昆虫经历了部分变态，其中一些身体部位，如性器官，随着时间的推移而成熟。在这些物种中，幼兽和成年兽有一些相似之处。相反，高级昆虫经历了如此彻底的变化，以至于在某些阶段它们看起来像是不同的动物。在幼虫阶段，它们的身体是用来吃和吃牛肉的。之后，它们会变成不活跃的过渡形式，或者蛹把他们撕成一个成年人的身体繁衍后代(来源:迈耶,维多利亚博物馆]．

完整的蜕变意味着幼龙会面对不同的捕食者，而不会和成年龙争夺食物。这是分散几率的好办法。也许这就是为什么，尽管28个订单中只有9个通过它，它们占所有昆虫物种的86%[来源:迈耶,维多利亚博物馆]．

在土耳其安塔利亚的蒙哥马利Maxx皇家高尔夫俱乐部，两只蜻蜓是一大群观众和球员中的一员。

Mark Runnacles/Getty Images

昆虫发达翅膀大约在同一时期，植物开始向上生长——比第一批爬行动物飞行早了1亿多年[来源:迈耶,尸体]．现代最接近这些飞行先驱的是蜉蝣和蜻蜓，尽管古代蜻蜓的翼展为24- 28英寸(60- 70厘米)[来源:尸体]！

飞行有助于昆虫扩散到新的区域、迁徙、逃离捕食者并获得不受阻碍的食物来源。一些运动型昆虫配备了可折叠的翅膀，这是一种方便的特性，可以挤进狭窄的空间，如巢穴或隧道[来源：丹福思]。

昆虫是唯一会飞的无脊椎动物。它们也是唯一一种不会为了获得翅膀而放弃四肢的有翼动物[来源:迈耶,尸体]．它们在飞行中显示出的速度和敏捷性，它们可以携带的重物，以及所涉及的奇怪的飞行力学继续激励着物理学家和航空工程师的研究[来源:迈耶]．

飞行时，昆虫消耗的能量（每单位升力的卡路里）与昆虫差不多鸟还有蝙蝠，但它们擅长将能量转化为动力。昆虫以弹簧般的效率储存和释放能量，因为它们的身体既灵活又有弹性，这部分得益于它们的外骨骼[来源:迈耶]．

澳大利亚本土蟑螂领域的领先进化生物学家哈利•罗斯博士(Harley Rose)在悉尼大学(University of Sydney)的实验室里欣赏着世界上最大的蟑螂“基思•理查兹”(Keith Richards)。

托尔斯滕·布莱克伍德/法新社/盖蒂图片社

昆虫的身体不是靠骨头支撑的，而是靠骨架覆盖了它们的外表。这种外骨骼主要由几丁质它的形态可以从橡胶变硬，从柔软变钢铁。它不仅保护昆虫免受伤害或干燥，它还容纳了感觉器官，包括被称为呼吸孔呼吸孔而且，就像我们的骨骼一样，也为肌肉提供了附着的地方。大英百科全书,迈耶]．

外骨骼也解释了昆虫显著的力量和灵活性肌肉这在一定程度上解释了为什么许多昆虫能举起比它们自身体重重许多倍的东西。昆虫的身体之所以能保持柔韧，是因为它们的板关节处有柔软的组织，它们内部的软质让它们能挤进狭小的空间，躲避捕食者，寻找食物或躲避自然环境[来源:迈耶]．

与大多数适应性特征一样，外骨骼也有缺点。当昆虫生长时，其外壳保持不变大小，因此它必须通过一个称为蜕皮.蜕皮后，昆虫仍处于危险之中，直到新的外骨骼形成[来源：大英百科全书]．外骨骼也限制了大型昆虫的生长——随着时间的推移，对更多肌肉的需求超过了可用的附着区域——但这也无妨，因为体型小也有生存价值。

这只蚱蜢从爆米花的果仁里吃了一顿饱饭。

保罗·莫斯利/沃斯堡星报/MCT, Getty Images)

昆虫突破了微小的界限。与之相反的是，在午夜电影中，外骨骼生物只能长这么大——理论上，大约4-5盎司(125-150克)[来源:迈耶]．现存最大的昆虫，类似蟋蟀的新西兰巨型昆虫wētā，或wētāpunga，重约一半(但仍然比一只老鼠或麻雀重!)NZDoC,《每日电讯报》[英国]]。

在规模较小的一端，昆虫是微型化的奇迹。莎士比亚的哈姆雷特曾比喻地说:“即使被关在果壳里，我也可以称自己为无限空间之王。”但是一些蚂蚁在橡子里建立完整的殖民地[来源:CISEO;迈耶]．此外，最小的昆虫，如哥斯达黎加黄蜂Dichomorpha echmepterygis，可以达到比某些草履虫（单细胞原生动物）更小的尺寸-0.00055英寸或0.139毫米。大多数昆虫的尺寸在0.1-1.0英寸（2-20毫米）范围内[来源：迈耶]．

微小的生物有几个优势。它们只需要吃一小口或一滴就能维持自己的身体需求，几乎在任何环境下都能躲避捕食者，在任何地方都能找到庇护和阴影。对他们来说，一颗卵石就是一颗圆石，再加上一条小裂缝。你可能会说，对于昆虫来说，世界小得难以置信，因此大得难以形容。