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為何昆蟲不慎仰面朝天時若不及時翻身可能馬上死亡?

2019-07-13知識

正常情況下來說,當昆蟲一個不小心碰到了 「四腳朝天」 的狀態時,它們都會盡自己所能,嘗試回正。一般狀態下有三種方法:

拼命掙紮 ,揮動足部以改變重心,從而翻身;

借助道具 ,比如說利用自然環境中存在著各種各樣的落葉、樹枝之類的雜物;

③會 擺動翅膀 的還會同時用上,彈著彈著就能順利翻身了。

當然,如果是在人類生活的環境中,比如說碰上了四周光滑的地板,要翻身可就要費點勁兒了。而且正如題主所說,如果始終還是翻不了身,那麽它們將會面臨以下的死亡命運—— 脫水、饑餓、被天敵捕食、被人類清理……

如此看來,摔得個「四腳朝天」似乎是昆蟲死亡的「因」。然而還有一些情況是,你確定這小蟲子真的是「不小心」摔的,而不是自己 「主動」摔的

正常蟲子在行走的時候,會把自己的體重適當均勻地分配到六條腿上,以 支撐身體的平衡 。但對於一些瀕死(衰老、生病)的蟲子來說,血液流動停止,足部得不到血流的供應從而收縮、彎曲,隨後 身體便失去了平衡 ,一摔下就再也起不了身了,直至死亡 [1]

還有一些情況,比如 神經毒性的殺蟲劑 等,要麽透過擾亂神經傳導物質傳遞,使昆蟲的腳失去控制;要麽影響離子通道,導致神經系統過度興奮,昆蟲進入抽搐狀態,摔倒翻身後,即便還會持續扭動,但是因為已經 失去了對六只腳協調同步的能力 ,從而無法翻身直至死亡。

所以對於這些情況下來說,蟲子其實更多是因為「將死」了,才會「四腳朝天」的。

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除了上面說到的翻身方法之外,還有一些蟲子有自己獨特的技能,比如說 叩甲科(Elateridae,Click beetle) 的蟲子,也就是很多人小時候玩過的 磕頭蟲

叩甲的側面(Wikipedia.org)
叩甲的彈跳(By Wayne Alan Brenner)

叩甲的厲害之處在於它可以不用借助六足,僅僅透過身體關節的彎曲,形成一個彈射器裝置,從而抵抗重力向空中「發射」,並在空中劇烈旋轉,再次落回地面時實作翻身。據研究,叩甲在空中彈射的距離 可高達30厘米 (差不多是其身長的25倍),期間可翻 六個左右的跟鬥 [2]

彈射器裝置的核心,在於叩甲前胸近腹端的邊緣處有一個凸起,類似於 「釘子」(Peg) ,這個「釘子」在緊張的情況下,透過頭部關節的活動,可以 卡進中胸腹板的一個凹槽處 ,透過摩擦力進行固定,形成一個「鎖住」的狀態。

在即將實作跳躍的一瞬間,再透過關節運動,「釘子」被解鎖,閂鎖脫離 彈效能量瞬間釋放 ,使得身體重心向上,產生「彈跳」,從而實作翻身 [3] 。下面還有一個叩甲彈跳翻身的視訊 [4]

釘子在休息狀態(ii)和卡進凹槽中形成鎖住狀態(i)的圖示(圖自參考文獻 [3])
叩甲科昆蟲的翻身技巧 https://www.zhihu.com/video/1127892373631619072

了解更多有關昆蟲的小知識,還可以參考我下面的幾個回答~

參考

  1. ^ Why Do Bugs Die On Their Backs? https://www.thoughtco.com/why-do-bugs-die-on-their-backs-1968414
  2. ^ Ribak G, Weihs D. Jumping without using legs: The jump of the click-beetles (Elateridae) is morphologically constrained[J]. PloS one, 2011, 6(6): e20871. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0020871
  3. ^ Bolmin O, Wei L, Hazel A M, et al. Latching of the click beetle (Coleoptera: Elateridae) thoracic hinge enabled by the morphology and mechanics of conformal structures[J]. Journal of Experimental Biology, 2019, 222(12): jeb196683. https://jeb.biologists.org/content/222/12/jeb196683
  4. ^ How the click beetle jumps from the back ! https://www.youtube.com/watch?v=Vew2nzaLerY