简介
甲虫是地球上最成功的动物群体。已知约有40万种甲虫,占已知所有动物物种的约四分之一,这意味着科学家识别的每四种动物中就有一种是甲虫。它们属于鞘翅目昆虫,这个名称来自希腊语,意为"鞘翅",描述了覆盖在飞行翅膀上的坚硬保护壳。甲虫已经存在了至少2.7亿年,这意味着它们曾与恐龙共享地球,并在那些巨大爬行动物消失很久之后仍然存活下来。从炎热的沙漠到冰冻的山顶,甲虫已经找到了在地球上几乎所有栖息地生存的方法。
和所有昆虫一样,甲虫有六条腿、三个主要身体部分(头部、胸部和腹部)以及一对触角。它们的身体通常是卵形或圆形的,覆盖着坚硬的外骨骼,像一套盔甲。大多数甲虫的大小从不到一毫米长到大约一支蜡笔那么长,但一些热带物种长得更大。许多甲虫是棕色或黑色的,但一些物种以耀眼的金属绿、蓝和金色让人叹为观止,在阳光下闪闪发光。它们的触角有多种形状——有些细长如线,有些展开如小羽毛——帮助甲虫嗅食物、寻找配偶和感知周围环境。
将甲虫与所有其他昆虫区分开来的特征是它们的鞘翅,一对硬化的前翅,充当保护壳。不像蝴蝶的精致翅膀,鞘翅厚实坚韧,在甲虫折叠的飞行翅膀和柔软的腹部上形成一个盾牌。当甲虫想飞翔时,它将鞘翅向上和向外掀开,然后展开下面的薄后翅起飞。这种巧妙的设计让甲虫能够爬过土地、钻进树皮下和进入狭小空间,而不会损坏它们的飞行翅膀。鞘翅是甲虫如此成功的主要原因之一——它们提供了对天敌、恶劣天气和甲虫每天遇到的粗糙表面的保护。
甲虫生活在除南极洲以外的每个大洲,占据着令人难以置信的多种栖息地。许多物种生活在森林中,在木头中凿出通道,躲在落叶下,或沿着树枝寻找食物。其他甲虫在淡水池塘和溪流中安家,在鞘翅下携带一个气泡,这样它们就可以在水下呼吸。沙漠甲虫发展出了巧妙的生存技巧,比如从雾中收集水滴,利用凹凸不平的体表。一些甲虫甚至生活在蚂蚁或白蚁的巢穴中,欺骗宿主来喂养和照顾它们。
甲虫吃各种各样的食物,这也是为什么有这么多不同物种的部分原因。许多是草食性动物,咬食叶子、花朵、种子、根或木头。捕食性甲虫,如瓢虫,猎食较小的昆虫如蚜虫,一天可以吃几十只。粪金龟专门吃和掩埋动物粪便——这个工作听起来很恶心,但对于将营养物质循环回土壤中至关重要。还有其他甲虫是食腐者和分解者,以死去的植物和动物为食,帮助分解有机物,使森林和田野保持健康。
甲虫经历完全变态,意味着它们在生命中经历四个不同的阶段:卵、幼虫、蛹和成虫。雌甲虫将卵产在食物来源附近,这样当幼虫孵化时,它们就有大量的食物可以立即享用。幼虫通常看起来像小蠕虫或蛴螬,大部分时间都在进食和生长,随着变大脱皮数次。当幼虫完全长大后,它进入蛹期——在一个保护性外壳中休息,期间身体发生剧烈变化。最后,成虫甲虫破壳而出,拥有完整的翅膀和鞘翅,准备寻找配偶,重新开始整个循环。
甲虫物种数量庞大,意味着它们有着令人惊叹的各种形状、大小和生活方式。赫拉克勒斯甲虫和独角仙有巨大的角,雄性用来互相搏斗争夺配偶,而萤火虫通过腹部的化学反应发出自己的光。步甲通过从尾部喷射沸腾的化学混合物来防御自己,而叩头虫在被翻转时可以用响亮的咔嗒声将自己弹入空中。吉丁虫以其彩虹色的光泽闪耀,颜色如此鲜艳,以至于一些文化中的人们用它们的翅膀覆盖物制作珠宝和装饰品。象鼻虫是最大的甲虫家族之一,有独特的长吻,单独就包含超过60,000种。
甲虫与人类有着复杂的关系。一些物种是严重的害虫——树皮甲虫可以杀死整片森林,而科罗拉多马铃薯甲虫等食用作物的甲虫每年造成数百万美元的农业损失。另一方面,许多甲虫极其有用。瓢虫受到园丁的欢迎,因为它们吞噬破坏植物的蚜虫,而粪金龟通过分解牲畜废物和改善土壤健康,为畜牧业节省了数十亿美元。科学家们也研究甲虫以了解进化、生态学,甚至工程学,因为沙漠甲虫的集水能力启发了在干旱地区收获水资源的新技术。无论我们把它们视为害虫还是伙伴,甲虫在自然界和我们的日常生活中都发挥着巨大的作用。