诡异的飞蛾实验

大科技杂志社
2024-04-10 08:08 来自海南省

诡异又残忍的飞蛾实验,揭示了昆虫变态的奥秘。

连成串的无头飞蛾

图中10只飞蛾蛹被连成了串,而且都被移除了头部。没了头部的蛹没有死亡,但都停止了发育。神奇的是,当一颗冷冻头被移植到第一个蛹的身体上后,这10只蛹都变成了飞蛾。

  寻找昆虫变态的奥秘

图片展示了美国生物学家威廉姆斯于1942年进行的一系列著名实验,他想知道关于昆虫变态发育的奥秘。在此之前,威廉姆斯已经通过其他实验发现,头部和胸腺是促成昆虫发育的关键,但他还想进一步了解它们是怎么工作的。

一刀两断的蛹

4个年龄相同的蛹,1号蛹自然发育;2号蛹被一刀两断,有塑料片封住断口;3号蛹在被切成两段、盖上塑料片之后,被一根较细的玻璃管相连;4号蛹与3号蛹相同,但管子较粗,而且被一个球堵住。

结果,2号蛹的后半段停止发育,前半段却继续发育成了飞蛾,长出了翅膀;3号蛹居然成功发育成了飞蛾,并且还飞了起来,但没飞多远就摔到地面死亡了;4号蛹停止了发育。

被捆扎的肉虫

在飞蛾幼虫生长的不同阶段,用绳子将其身体从中间紧紧扎起来,然后把头移除。结果,有的幼虫前半段变成蛹,而后半段保留了肉虫的形态。

  昆虫有一段变态史

大家都知道毛毛虫破茧成蝶这一现象,包括蝴蝶在内,世界上80%以上的昆虫物种在幼年期和成年期看起来就像两种动物,幼虫是在树叶上蠕动的毛毛虫或肉虫,而成虫则长着翅膀和6条腿,这被称为完全变态昆虫。另一类形态变化没这么大,如螳螂、蟑螂,幼虫与成虫的形态比较接近,被称为不完全变态昆虫。

完全变态昆虫一生中的大部分时间都处于幼虫形态,它们不干别的,只做两件事:吃饭和生长。长得肥嘟嘟之后,它们吐丝结茧,在其中变成蛹,蛹再变为成虫,破茧而出。成虫只需要完成一个任务——繁殖,之后生命很快就终结。这就是完全变态昆虫的生命循环。

 能产卵的半截尾部

一个雌性蛹的半截尾部被植入头部中心和胸腺后,成功变形,并且还吸引了一只雄性飞蛾,成功交配产卵。

 可怕的实验,可贵的研究

威廉姆斯通过这一连串的实验得出,昆虫的脑部负责发出指令,使胸腺分泌激素,飞蛾幼虫才会启动变形过程。实验三中被捆扎的幼虫一半成蛹,一半维持原状,就是因为胸腺分泌的激素无法到达后半段。

实验一和实验四都证明了只要头部和胸腺同时作用,蛹就能继续发育,生命力异常顽强。

实验二中,2号蛹即使后半截被切掉,只要有头部和胸腺在,蛹就能变形。3号蛹即使受伤,只要伤口及时愈合,变形过程仍然会继续。3号蛹甚至长出了一根细细的物质输送通道,但这条细管太脆弱了,当飞蛾起飞时,细管断裂,飞蛾死亡。4号蛹的连接管太粗了,导致蛹的伤口没有在变形开始之前愈合,以致蛹无法继续发育。

这些看似奇怪又可怕的实验,使人们对昆虫发育的认识前进了一大步。

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