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热吗?流汗了吗?要去雪地里踩虫子吗?

郝操 科学大院
2024-08-25

温馨提示:本文涉及的虫类实物图,均已做隐藏处理,严重恐虫的读者可以放心点开阅读哦~


酷暑难耐,烈日当空,此时的你一定恨不得钻到雪地里凉快一下。


其实告诉你一个秘密,雪地里其实还有无数密密麻麻的“小虫”!(瞬间冒冷汗中)


它们是生活在雪地环境里一类节肢动物,叫做“雪地生活跳虫”。它们曾被误解是从天上下来的,还引起一些媒体的报道。那么,它们到底是什么?来自何方?对人类有没有危害?


图1 雪地生活跳虫引起人们注意(图片来源:黑龙江卫视)图2 专家实地调查雪地生活跳虫(图片来源:吉林日报)


跳虫怎么跳?


大家听过跳蚤,跳蚤是跳虫吗?其实,跳蚤属于昆虫纲动物,而跳虫属于弹尾纲,因此跳虫不是跳蚤,也不是昆虫。它们有个共同特点,会弹跳。


跳虫的跳跃能力极强,假如把跳虫比作人类的话,它们很容易跳到十层楼的高度,这种能力可以让它们迅速逃避危险,也可以帮助它们进行远距离迁徙。跳虫并不像跳蚤那样用腿来弹跳(跳虫的腿几乎用于行走攀爬),而是借助一个名为“弹器(Furca)”的特殊器官,它位于跳虫腹面,接近腹部末端。


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图3 跳虫身体构造

(图片来源:Potapov A. 2020)


弹器在使用时被打开,之后又被收在腹部下面。弹跳时,弹器的端部会以物体表面为支撑点,弹器由折叠状态迅速打开,在反作用力下将它们弹射到空中,好比一个压缩的弹簧。


它们在空中自由翻转几圈后,有时遇到障碍物或者受到风的影响,使得它们难以腹面朝下落地。这时,它们会调整身姿,甚至爬行一段距离,以便进行下一次跳跃。然而,并不是所有跳虫都有弹器结构,一些栖息在土壤里的跳虫由于生存空间所限,在适应环境的过程中,它们的弹器就已经退化掉了。


图4 跳虫弹跳过程

(图片来源:Hågvar, S. 2010)


跳虫长什么样?


和一些昆虫一样,跳虫也是六足动物,没有翅膀。跳虫通常有2-16只眼,不过,有一些生活在土壤中的部分物种,因常年处于黑暗环境里,眼区已经退化,通常看不见物体。除了眼睛,它们的触角也长在头部,能够帮助它们感知环境,寻觅食物,进行个体间的联络。


多数跳虫以咀嚼式口器为主,与人类不同的是,它们的咀嚼方式是水平咀嚼,非垂直咀嚼(也就是不是上下嚼动东西)。它们腹部除长有弹器外,还有一个区分于昆虫的重要特征器官,那就是位于第一腹节腹面的粘管,可帮助跳虫牢牢附着在物体表面。


跳虫形态千差万别,有些物种躯体呈圆球形,有的躯体细长。有些种类身体呈白色,而有些呈现蓝色,黑色,或有彩色斑点,条纹,角和鳞片。


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图5(A)躯体圆球形,有斑点;(B)躯体细长,覆盖鳞片;(C)躯体有角;(D)躯体圆球形,呈灰色

(图片来源:Potapov A. 2020)


小跳虫,大能耐!


目前,世界上被人类发现的跳虫将近9000种,它们分布极为广泛,适应能力极强,在森林,草地,农田,甚至荒漠和寒冷极地都有跳虫存在,从土壤,枯落物,到空中树冠都有它们的身影。


此外,它们的数量很高,在森林土壤中密度可多达104-106个/m2 ,在农田土壤中一般为102-104个/m2当你走出室外,你会经常与它们相遇,但你可能不会注意到它们,因为大多数跳虫只有1毫米长,我们的肉眼一般不容易看到它们。


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图6 (A和B)生活在枯落物层的跳虫;(C,D和E)生活在植物上的跳虫;(F)生活在寒冷雪地环境的跳虫

(图片来源:Potapov A. 2020)


在我们看不到的地方,跳虫每天都很忙碌,它们需要吃掉许多食物,如植物枯木落叶、动物尸体、苔藓和微生物(如环境中某些真菌和细菌),甚至也会忙于想方设法捕抓其他小型无脊椎动物,并吃掉它们。


当然,稍不留神,它们也会成为捕食者如蜘蛛、甲虫、蚂蚁和其他无脊椎动物的美味食物。作为生态系统的清洁者,跳虫虽小,但在改善土壤结构,提供植物养分和维持土壤健康等方面都做了巨大贡献。


雪地生活跳虫-冬季逆行者


图7 雪盖为动物提供了栖息生境

(图片来源:Hågvar, S. 2010)


雪地生活跳虫是指生活在雪层下,雪层里和雪面上的一类跳虫。它们体长多数不到2mm,体色通常偏深。它们活跃在极端环境里离不开其生理耐寒机制,它们无法承受体液冻结,冻结则面临着死亡。因此,它们通过移除或减少体内冰核剂,积累能够增加体液浓度(渗透压)的低分子量物质,以及生成抗冻蛋白来避免体液内形成冰核,使其体液不被冻结。

图8 大量跳虫出现在雪面

(图片来源:网络


雪面活跃的跳虫从哪里来呢?冬季温度较低时,它们通常生活在雪下微生境和雪层里,这是因为雪盖对地表微生境能够起到保温作用。


在冬季气温达到零度左右,它们会选择在晴朗无风的白天,从雪下垂直迁徙到雪面。当受到人类、动物的惊扰或大风的影响时,它们会迅速从雪面钻入雪层里,进而来保护自己。当它们成群结队出现时,我们就会发现洁白的雪面好像落上了灰层。


图9 实体镜下两个德跳属雪面活跃跳虫物种(比例尺长度为1mm)

(图片来源:作者提供)


跳虫为什么出现在雪面上呢?在雪面上,它们可以晒太阳,能够更好吸收太阳光的热量,增加机体温度,维持生命活动。另外,它们可以在雪面上寻觅食物,如某些光合真菌和细菌,填饱自己的肚子,并根据太阳光的方向,在雪面进行定向和长距离迁徙,到达更合适的栖息地。


图10 雪地生活跳虫活体

(图片来源:作者提供)


雪地生活跳虫主要生活在自然环境里,是土壤食物网重要分解者与消费者,在维持土壤生态系统健康扮演着重要角色,对我们人类并没有害。所以,如果在银装素裹的冬季看到雪上落了“一层灰”,不必避之不及,只需踏雪前行。


图11 室内饲养雪地生活跳虫,左图是成体,右图是成体产的卵

(图片来源:作者提供)


参考文献:

[1] Hågvar, S. A review of Fennoscandian arthropods living on and in snow. European Journal of Entomology, 2010, 107: 281-298.

[2] Zhang B., Chang L., Ni Z., Callaham Jr M. A., Sun X., Wu D. H. Effects of land use changes on winter-active Collembola in Sanjiang Plain of China. Applied Soil Ecology, 2014, 83: 51–58.

[3] Hao C., Chen T.-W., Wu Y. G., Chang L., Wu D. H. Snow microhabitats provide food resources for winter-active Collembola. Soil Biology and Biochemistry, 2020, 143: 107731.

[4] Zhang B., Chang L., Ni Z., Sun X., Wu D. H. Directional migration of three Desoria species (Collembola: Isotomidae) on the snow surface in late winter. European Journal of Soil Biology, 2017, 81: 64–68.

[5] Potapov A. Springtails-Worldwide Jumpers. Frontiers For Young Minds, 2020, 8:545370.

[6] 张兵, 倪珍, 常亮, 武海涛, 孙新, 吴东辉. 雪地生活跳虫研究进展. 生态学报, 2014, 34(8): 1922–1936.



作者单位:东北师范大学环境学院




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