龙虱 ,俗名 水鳖 ,别名泽劳、黑壳虫、 水龟子 、 水鳖虫 、射尿龟、小龟子等。英文名predaci diving beetle。
龙虱为药食两用昆虫,风味独特,营养丰富,被誉为“水中人参”。
龙虱的腹部上面长有两排气管的开口,叫做气门,气管是贯通全身的组织。龙虱的鞘翅和腹部间都储存着空气,空气中的氧气通过气管供给体内的各组织需用。气门的口上生有很多钢毛,就象一个“过滤器”让空气通过,滤去杂质。空气不仅进入气管,还有一部分会留在鞘翅下面和腹部之间的空隙中,形成一个气泡。当龙虱潜到水中的深处时,就带着这部分空气,仿佛是带着一个“氧气罐”。当这个“氧气罐”里的氧气耗尽时,龙虱就会停在水底食物的枝叶上,微微翘起那对长长的后足,从鞘翅下面挤出一个气泡,这个气泡越变越大,拖在腹部的末端,这是龙虱用来进行呼吸的另一个“氧气罐”。在这个气泡里,氧气已经被消耗得很稀薄。不过,由于在水中溶解的氧气很多,同时由于压力较强,水中的氧气就会渗入气泡里面。龙虱的气管同气泡中的空气是相通的,渗入气泡的氧气就会不断地流向气管,供龙虱呼吸之用。当龙虱需要游泳的时候,它就会把气泡缩回去,而当它停止的时候,它就又会重新挤出一个气泡。
龙虱能游善飞,生活于水草多的池塘、沼泽、水沟等淡水水域,对水质要求不严。幼虫老熟后钻入水边较干泥土作室,化为裸蛹,半月后羽化。成虫有很强的趋光性,当游到水面,见有灯光时便飞向高空,趋向光源。1~2年完成一代,世代重叠,7~9月均有成虫。
龙虱以肉食性为主,也可兼植食性和腐物性饵料,善于捕捉水中小生物、有机物和水草。龙虱幼虫以小鱼、蝌蚪等动物为食。在人工饲养条件下,龙虱的饲料一般以玉米粉、米糠、麦麸和有甜味的瓜果为主,也可投喂打烂的福寿螺,以及农村广泛存在的猪、鸡、牛、鸭的下脚料。
豆娘(Caenagrion)属于昆虫纲,蜻蜓目,束翅亚目,统称蟌(cōng)。体形娇小,休息时翅束于背上方。身体细长且软弱的飞行昆虫,类似小型的蜻蜓,但不是蜻蜓。这一类比较原始的昆虫,中国约有650余种。
豆娘是一种颜色鲜艳的食肉昆虫,豆娘身体细长,复眼发达生于头两侧,咀嚼式口器,触角刚毛状,前后翅形状相似,翅脉中室四方形,翅翼生有翅柄,与蜻蜓同属蜻蜓目,与蜻蜓不同点在于豆娘歇息时翅膀伸长叠在一起,且豆娘的四个翅膀几乎一样大小,而蜻蜓的两个后翅膀稍长并且比两个前翅膀宽。体型大多数比蜻蜓要小,最小的豆娘体长为1.5cm,最大者可以到6-7cm。由于豆娘的体态优美、颜色鲜艳,且其翅膀颜色多变,故国内外很多爱好者喜爱观赏。
豆娘的成虫一般习惯在稚虫(水虿chài)栖息的水域附近活动、觅食、求偶、产卵。而由于种类的差异,豆娘有的习惯栖息于流水性的溪流、山沟、田沟,或静水性的池塘、湖泊、沼泽、水洼、水田等水域中。有些喜欢栖息在水流湍急的河流小溪里。整体而言,台湾豆娘中的幽蟌科、珈蟌科全都出现在流水水域,细蟌科则大部分出现在静水水域,琵蟌科则在两种水域皆可见芳踪。一般体型较大的豆娘喜欢停歇在水流湍急的小溪里小的则比较喜欢在净水流域中。
大多数豆娘水虿的尾部有三个明显的叶片状或肉质状尾鳃,危急时可以用来划水游泳,以避敌害。
辨认豆娘稚虫,其最明显的特征是下唇特化成的捕获器,很像面罩,但也像沿街托钵的乞食者,因此乡间常戏称之为“水乞丐”。
其实它和蜻蜓的稚虫外型上颇相似,主要的不同是:蜻蜓的稚虫身躯粗壮,腹末无尾鳃而是以直肠鳃呼吸;豆娘的稚虫,身躯细长,腹末具有三片尾鳃。
孵化后的豆娘水虿在水中捕食其他弱小的水栖昆虫或浮游性小节肢动物维生。
豆娘成虫的身躯看起来十分纤弱,一副弱不禁风的样子,但豆娘是肉食性昆虫。它们擅长捕食空中的小飞虫,不过由于体型较小、飞行速度较慢,因此豆娘主要是以体型微小的蚊、蝇和蚜虫、介壳虫、木虱、飞虱、摇蚊……等昆虫为主食,偶尔也会发生大豆娘捕食小豆娘的情形。运气好的人,说不定还有机会见到饿慌的同种豆娘发生同门相残的难得景象。(大豆娘偶尔会捕食小豆娘)大的蜻蜓会捕食豆娘。
在水边见到“豆娘点水”,是因为雌豆娘和大部分的蜻蜓一样,亦是以点水的方式产卵,一般产于水中;有些则在水草中用产卵器把卵注入到浸没在水草或者植物的茎内。有些则顺着水草,游到浸没水草的水下用产卵器把卵注入到茎干内。由于豆娘水虿生活于水中,因此多数雌虫习惯停在水边石块、杂物上,短腹幽蟌。和蜻蜓一样,雄性豆娘的生殖器官位于雄性的腹部,而雌性豆娘的生殖器官则位于尾部末端,所以交配的时候,雌性豆娘为了使它的生殖器官到达雄性豆娘的生殖器官,所以它会用弯曲的腹部弯到雄性豆娘的生殖器官,以利于交配。
以下为干国祥在自己的鱼缸里观察到的一次水虿羽化为豆娘全过程,时间是2018年7月22日,地点是安徽休宁晨山学校。
划蝽(water boatman),半翅目,划蝽科一类昆虫的总称。全球分布,从高自喜马拉雅山,低至死谷,无论淡水、咸淡水中都有,极易与仰泳蝽(heteroptera)混淆。
常见种有:小划蝽(小风船虫)Corixa substriata =Siga substraiata;划蝽Sigra distanti。
虫体大小在4~12mm。一般体形瘦长,头短。喙1~2节,很短。前胸短,小盾片小。前足短。中足细长,后足扁浆状,成两侧平行的流线型,在水中行动迅速。在较淡的底色上具有典型的斑马式的黑色横走斑纹,很易识别。头部后缘多少覆盖在前胸背板上。前足一般粗短,跗节1节,特化加粗为匙形;后足游泳式。
一般附著在池或河底植物上,靠身体周围和翅下储存的空气呼吸。气泡中的氧被它消耗后可从水中扩散而补充;而它排出的二氧化碳到气泡中,再溶于水。游泳的动作急促、迅速。它与多数异翅目昆虫不同,喙软,取食时用匙状前足铲取藻类或其他小生物。
当环境不利时,可从水域飞走,有趋光性。冬季以成虫越冬。早春融冰后首先进行交配产卵,卵通常附着在水草茎上,但尖划蝽(Ramphocorixa acuminata)的卵产在蝲蛄上。划蝽是养鱼业的严重敌害。
有的地区的人把划蝽作为食品或鸟食。卵作为鱼子酱出售,或弄干后与成虫一起磨粉。
最新一项研究证实“身体大小并不是问题”,划蝽能够使用外生殖器官“唱歌”,嘈杂的歌声使它成为地球上最大声的动物。
划蝽的体长仅2毫米,看上去仅是一种弱小的昆虫而已,但它们却能用仅有头发丝一般纤细的外生殖器官“唱歌”。 划蝽的体形具有一定的欺骗性,通过将外生殖器官在下腹摩擦能够产生震耳欲聋的99.2分贝噪音。与其体形相比,它当之无愧是世界上最嘈杂的动物。
划蝽的学名为“Micronecta scholtzi”,也被称为“会唱歌的生殖器官”,科学家认为它们通过该方式向潜在的异性示爱。欧洲各地均分布着这种体形甚小的昆虫,雄性通过摩擦生殖器官来吸取雌性注意,它们虽然生活在水下,仍发出尖锐刺耳的声音。
这种声音非常大,当人们走过河堤时能够从水底听到刺耳的声音。然而该声音99%在从水中传播至空中已损耗,这意味着过路人听到这种震耳欲聋的声音时并不存在危险。
平均声音可达到78.9分贝,与途经的货运车的呼啸声相近。蓝鲸是地球上声音最大的动物之一,可达到188分贝,而大象隆隆地叫声可达到117分贝。它的身体仅有2毫米长,以身体比例进行计算,划蝽是地球上声音最大的动物。
这项最新研究是由法国和苏格兰的科学家发现的,巴黎国家历史博物馆研究员杰罗姆-苏尔(Jerome Sueur)在分析法国溪流生态多样性时,突然听到水下有与众不同的声响。起初他认为这可能是水下较大体形昆虫发出的,但当他将水下较大体形昆虫捞出时却并未发现这样的声响。进一步的调查发现,这种声响是一种特殊类型的划蝽在“唱歌”。
苏格兰斯特拉思克莱德大学的詹姆斯-温德米尔(James Windmill)说:“我们非常震惊!最初我们都以为这种响亮的声音是来自较大的水栖生物。当我们确定该声音的来源之后,我们花费了大量时间来完全确定所记录声音的正常性。如果以身体比例来衡量制造的声响,它们应当是世界上产生噪音最大的动物。”
作为超声波工程中心的教授,温德米尔称,对于工程师而言,这种划蝽是非常吸引人的。他指出,划蝽喷射脉冲声音是一种典型声呐阵列,然后产生回声。若要制造出这一等级的声响,甚至需要人体大小的生物。相比之下,划蝽的身体仅有2毫米。
这项研究报告现发表在《科学公共图书馆—综合》科学期刊杂志上,报告中指出,这种水下昆虫仅有几毫米长,产生的巨大声响在河畔也能听到。它们并不存在天敌物种,发现它们仅能通过声响,因此没有进化需求使它们安静下来。
但是目前科学家并不知道为什么声音会如此响亮,观测这种微小等级的昆虫非常困难,接下来的挑战是发现是否雌性真实喜欢雄性的叫声。
未完待续!
第一章 各种环境中的动物
第一节 水中生活的动物
〔观察与思考:讨论〕(教材第4页)
1.鱼游泳时,主要靠身体躯干部和尾鳍的左右摆动击动水流产生前进的动力,其他鱼鳍起辅助作用。鱼在运动时,胸鳍、腹鳍和背鳍都有维持鱼体的平衡的作用,尾鳍有决定鱼运动方向的作用。
2.不能。因为各种鳍往往同时运动,仅靠自然状态下直接观察很难分辨出各种鳍分别起什么作用。
〔探究:讨论〕(教材第6页)
1.通过实验可以得出以下结论:(1)将鱼的胸鳍或腹鳍捆绑固定后,鱼体左右摇摆不定,不能掌握平衡,可见胸鳍或腹鳍起平衡的作用;胸鳍还有转换方向的作用c(2)当鱼的背鳍被捆绑后,鱼体会因失去平衡而侧翻,不能维持鱼体的,直立状态,可见背鳍对鱼体的平衡起着关键的作用。(3)通过捆绑鱼的尾鳍做模拟实验,证明鱼的尾鳍可以产生前进的动力,同时还可以决定运动的方向。
2.不完全。自然界中大多数鱼类的运动主要靠躯体的左右摆动,击动水流,产生运动的动力,各种鳍在鱼的运动中起辅助作用。只有极少数的鱼,如海马只靠背鳍的摆动而向前运动。
3.当不能用直接实验法做实验时,可以用模拟实验代替实验法,即用模型代替实验对象进行实验,如科学家用模拟大气产生的条件做生命起源的实验;我国“神舟三号”飞船用模拟宇航员做拟人试验等。与直接实验法相比,模拟实验的优点是:(1)可以解决不能或不使用直接实验方法解决的难题。(2)模拟实验是将模型的实验结果类推到实验对象,以揭示有关的事实或规律,这样可以提高效率,大大节约资源、资金和时间。模拟实验的缺点是:其研究结果易受模型的局限,得出的结论不一定完全可靠,一般来说模型与实验对象的相似程度越高,实验的效果越好。
〔观察与思考:讨论〕(教材第7页)
1.水由鱼的口流入鳃,然后由鳃盖的后缘流出。在水流经鳃丝时,水中溶解的氧气进入鳃丝的血管中,而二氧化碳由鳃丝排放到水中,所以经鳃流出的水流与由口流入的水流相比,氧气的含量减少,二氧化碳的含量增高。
2.鱼的鳃是鲜红的,内含有丰富的血管,并且每一片鳃由既多又细的鳃丝构成,当鳃在水中时,鳃丝展开,扩大了与水的接触面积,利于鱼在水中呼吸。当鱼离开水时,鳃丝则相互黏结在一起,几片鳃相互覆盖,减少了与空气接触的表面积,并且容易干燥,这样鱼不能从空气中得到足够的氧气,就会窒息而死亡。
〔练习〕(教材第10页)
1.是。海马虽然是身体外形奇特,但是海马有鳍、用鳃呼吸,有由脊椎骨构成的脊柱,而且是终生生活在水中,由此可以判断海马属于鱼类。
2.在夜晚时,由于缺少阳光的照射,池塘中的藻类不能进行光合作用产生氧气,而且还要进行呼吸作用消耗大量的氧气。因此,在黎明时池塘水中含氧量最小。这时,鱼为了呼吸,便出现浮头,甚至跳出水面的现象,以便从空气中吸取氧气。天亮以后,由于池塘中的藻类可以进行光合作用,产生氧气,使池塘水中氧含量大大增加,这时,鱼可以从水中获得足够的氧,便停止了浮头现象。
3.不对。因为海洋的空间有限,资源有限,而且事实也证明,人类大量的开采海洋资源,已经造成部分海洋资源的枯竭和海洋生态环境的破坏。
4.因为鲸、海豚、海豹的体表没有鳞片、都不用鳃呼吸,而是用肺进行呼吸,而且具有体温恒定、胎生、哺乳等特点,因此属于哺乳动物。海龟也是用肺呼吸,而且不是终生生活在水中,属于爬行动物。海龟,鲸、海豚和海豹与鱼类一样,体内都有由脊椎骨构成的脊柱,属于脊椎动物,它们的四肢的外形呈鳍状,适于游泳。
5.提示:可以上网查询以下几方面有关中华鲟的信息。(1)中华鲟的主要分布和生活习性。(2)为什么说中华鲟是活化石?(3)为什么中华鲟被列为国家一级保护动物?(4)造成中华鲟数量减少的主要原因是什么?(5)为挽救中华鲟我国做了哪些工作,取得哪些成果?(6)为解决中华鲟目前所面临的危机,还需要做哪些工作?
第二节 陆地生活的动物
实验:讨论(教材第15页)
1.蚯蚓适于在具有一定温度和湿度、温差变化不大、富含腐殖质的土壤中穴居生活。一般昼伏夜出。蚯蚓是雌雄同体的动物,异体受精。靠体壁中的环肌、纵肌和刚毛之间的配合运动,以土壤中的枯枝残叶等有机物为食。
2.蚯蚓没有呼吸系统,要靠能分泌黏液而湿润的体壁进行呼吸。蚯蚓体壁分布有毛细血管,血中含血红蛋白,可携带氧气。大气中的氧可溶于体壁的黏液中,再进入蚯蚓体壁的毛细血管中进行气体交换。如果蚯蚓的体表干燥则无法完成上述功能。大雨过后,过多的雨水会将土壤中的空气排挤出去,于是穴居在土壤中的蚯蚓被迫爬到地表上来呼吸。
3.动物身体分节,可使身体运动灵活、自如、转向方便。蚯蚓的体节就有上述功能,蚯蚓刚毛的末端,可与周围环境粗糙的表面相接触,以有所支撑,与环肌、纵肌协调作用完成运动。
4.深层潮湿的土壤能为蚯蚓提供适宜的生存、生活的环境及繁衍的条件,一般包括适宜的温度、湿度、气态氧、食物和便于避敌的栖息场所等。
观察与思考:讨论(教材第16、17页)
1.兔(包括哺乳动物)的体温恒定,除了靠体表的皮毛保温外,还要靠发达的神经系统、循环系统、呼吸系统等协调作用共同完成。呼吸系统使气体交换能力加强;发达的循环系统可以使血液携带氧的能力提高;神经和体液的调节则可使兔(哺乳动物)的代谢加强或减弱,并调控散热过程。
2.兔前肢短,后肢长,且肌肉发达。由于兔的前后肢长短不一,虽然前后肢可交替行动,但更适于跳跃,跳跃是兔的主要运动方式。
3.兔的牙齿分为门齿、臼齿;狼的牙齿分为门齿、犬齿、臼齿。牙齿的不同表明两种动物食性的不同。犬齿尖锐锋利,可用于攻击、捕食、撕裂食物,适于捕食动物。没有犬齿的兔属植食性。门齿形状似凿,适于切断食物;臼齿咀嚼面宽阔,适于磨碎食物。
4.兔与人的心脏和肺的结构及部位是相似的。这一现象说明:人与兔的分类地位很接近,即同属哺乳动物。兔消化道有发达的盲肠,这与兔以植物为食有关;而人是杂食性的,所以人的盲肠大大退化。
体温恒定对于动物适应多变环境的意义(课文17页中的问题)
体温恒定是恒温动物通过自身的相应结构和生理调节实现的。陆地环境多变,温差变化大,温度影响动物的分布、生理和繁殖。催化动物体内多种化学反
应的酶,也受温度变化的影响。体温恒定则有利于代谢的正常进行,有利于动物的区域分布、生存和繁衍。
练习(教材第19页)
1.图V一7中动物的运动方式:
金丝猴——攀援,袋鼠——跳跃,蚯蚓——蠕动(爬行),猎豹——行走和奔跑,白熊——行走和奔跑,丹顶鹤——行走和飞翔,虎——行走和奔跑,蝴蝶——飞行(幼虫——爬行)
2.蚯蚓在自然界中的作用:蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有机质并改善结构,还能促进酸性或碱性土壤变为中性土壤,增加磷等速效成分,使土壤适于农作物的生长。由于蚯蚓含有丰富的蛋白质,因此,用作畜、禽和水产养殖业的饲料,都能取得增产的效果。蚯蚓在药物学上也占有一定的地位,是常见的中药材,有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用。蚯蚓体内可分泌出一种能分解蛋白质、脂肪和木质纤维的特殊酶,因此,树叶、稻草、畜禽粪便、生活垃圾、活性污泥和造纸、食品工业的下脚料等,都可以是它的食料。蚯蚓能够在一定程度内消除环境污染。因此,近年来,许多国家都成立了蚯蚓养殖工厂,并把蚯蚓养殖工厂称为“环境净化装置”。由于蚯蚓能够吸收土壤中的汞、铅和镉等微量金属,这类金属元素在蚯蚓体内的聚集量为外界含量的10倍。因此,有些科学家认为蚯蚓可作为土壤中重金属污染的监测动物。人工饲养蚯蚓是一项很有发展前途的产业。目前我国也在积极开发中。
3.提示:中国濒危陆地生活动物名称—一对其濒危原因的分析应该是开放的。
4.提示:不要急于下笔,要多找资料,要与陆生动物的结构、生理特点结合起来谈。
第三节 空中飞行的动物
观察与思考:讨论(教材第25页)
填空:
左上:蝗虫,蟋蟀、螽斯;左中:蜻蜒,豆娘;左下:金龟子,天牛、瓢虫;右上:蝴蝶,家蚕、蛾;右下:蝇,蚊、牛虻。
讨论:
1.昆虫的翅与鸟的翼在适于飞行方面的主要共同点是:都有用于飞行的扇面形结构,这些结构的运动都是由肌肉的收缩和舒张引起的,在空气中都可以产生向上的升力和前进的动力;相对于自身身体的大小来说,都具有轻、薄、表面积大的特点,有利于通过扇动空气产生飞行的动力。
2.蜜蜂通过翅的运动可寻到蜜潭(食物)并运回蜂巢;蝗虫可通过翅的运动寻找食物,躲避敌害,寻偶交尾,并到适宜的场所产卵。可见翅对昆虫的觅食、避敌、寻偶繁殖、寻找栖息地等有重要作用。通过翅的运动可以扩大昆虫生活和分布的空间,对其生存和繁衍有重要意义。
〔练习〕(教材第26页)
1.不会。鸟类(如麻雀和家鸽)似乎总是在不停地找食吃,是因为鸟类飞行时需要消耗大量的能量,所以它们的食量都很大。但是由于鸟类的消化系统结构完善,消化功能强,食物可在较短时间内形成残渣,并且很短的直肠可使粪便随时迅速排出。因此,不会因取食增加重量而影响飞行。
2.是昆虫的特征。因为节肢动物中的蜘蛛无触角,无翅,有4对足;节肢动物中的虾有触角2对,无翅,有步行足和游泳足多对;节肢动物中的蜈蚣有触角1对,无翅,足多对(每体节一对)。
3.鸟类的身体呈梭形(流线型),可减少飞行时的阻力,身体被覆羽毛;具有可用于飞翔的翼;胸肌发达;胸骨有龙骨突,长骨中空;消化系统发达,消化、吸收、排出粪便都很迅速;循环系统结构完善,运输营养物质和氧的功能强;有独特的气囊,可以帮助呼吸。
4.水中生活的动物是以游泳为主要运动方式的。游泳有多种方式,靠躯体和鳍的摆动游泳的最常见的动物是鱼类。鳍是鱼的运动器官。鳍与鱼体内的肌肉通过一定的结构相连,肌肉的协调舒缩可引起鳍的摆动。多数鱼类有较大的尾鳍,尾鳍摆动可产生向前的推力,背鳍、胸鳍和腹鳍有保持鱼体在水中平衡和辅助游泳的作用。此外,节肢动物的虾,是靠5对片状游泳足的划动来游泳的;成体的蛙,鸟类中的游禽,是分别靠趾间有蹼的后肢和足在水中的划动采游泳的;龙虱、划蝽等昆虫则是靠扇形足的滑动来游泳的。企鹅、海豚、鲸等体形较大的水生哺乳动物,主要靠流线型的身体和鳍状肢等运动器官来游泳的。有些无脊椎动物如乌贼、章鱼、扇贝、水母等,可借助从身体固定方向的开口处定向喷射的水流,获得前进的推力。
在陆地环境生活的动物运动方式包括奔跑、行走、跳跃、爬行、蠕动等。能奔跑的陆地生活的动物,如哺乳动物中的虎、豹、鹿等都具有分节的四肢,四肢内有由关节相连的多块骨,骨上附有发达的肌肉。通过神经的调控,肌肉能够协调地收缩和舒张,从而使躯体移动。当有较长时间的腾空和快速移动时,就形成了跳跃或奔跑。
能在空中飞行的动物主要是鸟类和昆虫。鸟类的飞行器官是翅膀(又叫做翼)。由多块骨构成。翼的外表被覆羽毛。与飞行有关的羽毛为正羽,呈桨形。鸟的振翅飞行是靠与翼相连的肌肉的协调收缩和舒张来实现的。昆虫的飞行器官是翅。昆虫的脚部生有两对翅,它们是由体节的背板向两侧突起、扩展演变而成的,所以不具骨骼。昆虫的胸部与鸟类一样,也有较发达的肌肉与翅的基部相连。哺乳类蝙蝠的飞行器官是由皮肤将四肢(包括指间)和尾连接起来构成的翼。蝙蝠是通过翼的扇动产生升力和推力来实现飞行的。
可见,动物运动方式的多样性是对不同生活环境的适应.虽然它们的运动器官多样,但它们的共同特点是:具有适应不同环境的特殊的运动器官;而这些器官的运动要靠肌肉的协调收缩和舒张来完成。
5.略
6.提示:在水中生活、在陆地产卵的典型动物是龟、鳖等爬行动物,一些水禽如野鸭、天鹅、白鹭等通常在水中取食,在陆地产卵。蚊、蜻蜓、豆娘等昆虫的幼体生活在水中,成体生活在陆地上。