【微科普·虫说】水上凌波微步的舞者—水黾!

夏季,在公园的湖面、小水塘甚至是下雨积水的小水坑中,我们都能看到一种奇特的小昆虫——它们长着细长的身子、细长的腿。它们虽然在有水的地方生活,但它们并不能游泳,而是轻盈地“漂”在水面上,一跳一跳地快速滑行。没错!这些有趣的小昆虫就是水黾,是昆虫纲半翅目黾蝽科 Gerridae 动物的总称。虽然水黾有着瘦长的体型、纤细的长腿,跟蚊子有点相似(有很多地方管它们叫“水蚊子”),但却与它们的亲缘关系较远。水黾其实与我们平时见到的各种蝽类,也就是“臭大姐”的亲缘关系较近。

水黾一般喜欢生活在比较安静的水域中  王弋辉摄

水黾也被称为“水马”、“水蜘蛛”等,这些名字从它们的体型上看还是比较好理解的。而有些地方则会称它为“酱油虫儿”或“打酱油的”,这就有些意思了!水黾所属蝽类的家庭成员有很多具有臭腺,“臭大姐”的名字也是因此而来。而水黾同样也是具有臭腺的,只是它们的味道不是那么臭,而是与酱油的味道有些相似。水黾通常是用四个足支撑在水面上,而前足则比较短小,通常用来捕捉猎物或是在寻求配偶时抱住异性。与许多蝽类一样,水黾也是肉食性的,它们具有刺吸式口器,用来吸取猎物的汁液。而猎物则通常是掉落在水面的昆虫,这些“倒霉蛋”在水面挣扎搅动时的波纹便会引来水黾进行捕杀。
水黾用刺吸式口器插进了猎物的体内  王弋辉摄
提到水黾,就不得不提一个有趣的事情!那就是为什么它们可以浮在水面上而不会沉下去呢?其实,水黾的秘诀就是那四条接触水面的足。在足的末端有密集的疏水性毛,其疏水的特性可以保证虫体不会被水侵润。根据阿基米德定理,物体所受的浮力等于它排开的水所受的重力。简单的说就是排开水的体积越大,那么所获得的浮力也就越大。试想一下,如果足的末端可以被水侵润,那么它所排开的水就仅仅是那纤细的足端进入水中那一点点体积,根本不足以支撑起身体;而当足端部接触水面有着极强的疏水性时,就会在水表面踩下一个凹坑,最大程度的扩大了其排开水的体积,从而获得更大浮力以支撑虫体,甚至还能做出快速滑行的动作。

水黾浮在水面时,可以清楚观察到水面被它四足踩出的水坑  王弋辉摄

其实,这种类似的构造在中生代的昆虫化石中就有发现。我们看下面这块化石就是产于内蒙古侏罗纪时期地层中的昆虫化石,它们的体型很像今天的水黾,在其腿部的末端也可以观察到类似疏水毛的结构。古昆虫学家推测其生活方式与现生的水黾很像,同样在水面上滑行,称为黾䗛。然而,如今科学界对于黾䗛的分类地位一直没有准确的定位,仅知道它们与现生的水黾亲缘关系相距甚远,且似乎与蝗虫、竹节虫等直翅类家族成员关系更近一些。

产于内蒙古的黾䗛化石距今约1.6亿年  图片来自文献

该昆虫化石足上可以看到疏水的软毛及划水用的像刷子一样排列的毛  

图片源于 A water-skiing chresmodid from the Middle Jurassic in Daohugou, Inner Mongolia, China (Polyneoptera: Orthopterida  XIN-WEN ZHANG等

在缅甸琥珀(白垩纪)中也有黾䗛化石的发现 

图片来源:A new species of Chresmodidae from Mid-Cretaceous amber discovered in Myanmar. Weiwei Zhang 等

当我们知道了这两类亲缘关系甚远、且间隔了一亿多年的昆虫,却演化出了几乎相同的精细构造和生活习性时,便不得不让我们又一次感叹自然的神奇以及生命的奇妙。对自然界的博大精深又多了一分敬畏和热爱!
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