人類如此強大，為什么不能完全滅絕蟲子？

圖片：Ordigital / CC0

中國科普博覽，我們科學家有話說

跟蟲子一比，人類壯大？瑟瑟顫栗~

《三體》里面有這樣一段描述：

“看看吧，這就是蟲子，它們的手藝與我們的差距，弘遠于我們與三體文明的差距。人類竭盡全力覆滅它們，用盡各類毒劑，用飛機噴撒，引進和培育它們的天敵，搜尋并毀失落它們的卵，用基因因革新使它們絕育；用火燒它們，用水淹它們，每個家庭都有對于它們的滅害靈，每個辦公桌下都有像蒼蠅拍這種擊殺它們的兵器……這場漫長的戰爭陪伴著整小我類文明，此刻仍然輸贏不決，蟲子并沒有被滅盡，它們照樣傲行于六合之間，它們的數目也并不比人類呈現前少。把人類看做蟲子的三體人似乎健忘了一個事實：蟲子從來就沒有被真正戰勝過。”

讀到這里，是不是有點細思極恐。

為什么人類無法覆滅所有的蟲子？這里不會商對生態的影響等問題，只說操作難度，那就是因為很難啊！

我們所常見的“蟲子”絕大大都都是“蟲豸”，在生物學分類上，它們屬于節肢動物門六足亞門蟲豸綱。

這無非是一個出生率弘遠于滅亡率的問題，確實，億萬年的進化讓蟲豸在這兩方面表示的都很優異，下面我們一個一個說。

原因一：蟲子們逆天的生育率

起首讓我們看一下蟲豸的大致外形，蟲豸具有動物界最進步前輩的“頭、胸、腹”三節分節體例。之所以說它最進步前輩，是因為這種分節體例對機體的調控最為有用、機體分工最為明白，請看下圖。

此中，頭節負責感官與攝食；胸節負責活動和支撐；而最大的——幾乎占有蜻蜓 4/5 的后部——都是腹節。這么一大坨腹節既不消來窺伺敵情，也不是作戰單元，搞這么長干嘛呢？本來，腹節的使命是生殖與分泌，蟲豸為了生殖繁衍，真的是不吝一切價格，天天要背著這么大一桶“彈藥庫”飛翔奔波呢！

直接上數據吧，經我國粹者統計，我國常見的 1380 種蟲豸中有約 70%單次產卵量在 50 粒以上，別的，在“巨能生”的脈翅目蟲豸中有約 66.6%的種類單次產卵量在 800 粒以上。需要注重的是，以上數據僅統計了一對蟲豸單次產卵的產卵量，若碰到蒼蠅等單次受精后終身可產卵的反常物種，其總滋生量半斤八兩驚人。

看到這些數字你是不是又驚恐萬分，按照這個速度，似乎不需要幾年時候，這宿世界就應該被蟲子本家兒宰了。其實遠遠沒有這么簡單，蟲子所處的宿世界可不是人類文明的溫柔鄉，那邊是弱肉強食的疆場，處處危機四伏，一不留心就可能當作為別生齒中的獵物；若是投胎欠好接近人類的居平易近區，極有可能死于殺蟲劑之手；即使上輩子修了“陰德”不被外敵覆滅，本身不盡力覓食也會活活餓死。

所以，蟲豸一方面擁有逆天的生育率，另一方面又不克不及讓本身的 DNA 光當作為別人的食物，在降低滅亡率方面，蟲豸也是做足了功夫。

原因二：蟲子們降低滅亡率的七種逃生兵器

①袖珍的體型

我們在糊口中見到的蟲子大大都都是上圖這種體型的（大的也根基沒有跨越 40cm 的），小當然有小的益處。

體型小的物種維持生命需要攝入的食物量少，大型動物所需的食物量多。所以體型小的益處就在于削減了維持生命所需的食物量，因而在對大型動物而言食物重度欠缺的環境下，蟲豸依然可以過著衣食無憂的糊口。

良多人最怕的莫過于那打不死的“小強”。其實，甲由那“打不死”絕非浪得虛名，堪稱生命力最固執的動物之一，在完全“絕食”的環境下，甲由可以存活一個月；若是還不甘愿寧可，把它的水源也斷失落，它仍可以存活三周；甚至有人做過嘗試，將甲由的腦殼搬場，它還可以糊口 9 天以上。的確讓人難以置信。

甲由這種高效的保存效率，“袖珍化”當然是主要原因之一。

其實，在汗青上蟲豸也曾經“大”過。距今 3.55 億~2.9 億年前的石炭紀又稱“巨蟲時代”，那時空氣中的氧氣含量很高，足夠撐持巨型生物的呼吸發展和代謝，好比那時曾呈現過人頭一般巨細的巨蜘蛛，3 米多長的巨型馬陸，以及翼展達到 1 米的巨蜻蜓，想想就很刺激哦！后出處于空氣中的氧氣濃度下降，支撐不了這些巨型蟲豸，這些氣象只能呈現在科幻片子里了。

②怪異的反常發育（此反常非彼反常）

和其他生物比擬，蟲豸最特別的一點在于它的“反常”發育。吐絲結繭，化蛹為蝶，破繭而出，這是生命的古跡。除了部門兩棲動物（蝌蚪和青蛙）以外，沒有任何動物有這種現象。

那么，這種現象事實是掉隊的“陋習”仍是逆天的“神器”呢？那我們就來看看“反常發育”的益處。

起首，幼蟲和當作蟲各自方針明白，幼蟲的形態、布局決議了它的本家兒要使命是堆集能量。而當作蟲本家兒要負責繁衍生息。幼蟲當作蟲各司其職，幼蟲無需為繁衍、飛翔而憂?，當作蟲更不消因為當作長、發育而勞形。這樣，兩個階段都沒有不需要的能量損耗，無疑效率更高。要知道，在漫長的年月里，有康年也有歉歲，歉歲堪稱種族的“大過濾器”，高效率就是最好的渡過“大過濾器”的手段。

別的，也正因如斯，當作蟲和幼蟲在食性、棲境和糊口習性等方面都有分歧，大人和小孩不會搶飯吃，在很大水平上避免了同種蟲豸對食物資本及勾當空間等方面的競爭。

③庇護機制——飛翔能力

除了袖珍化和反常發育，就要說到蟲豸“能飛”了！

細心想想，除了鳥類，還有哪一類動物能飛？要知道，鳥類在恐龍之后才呈現，而蟲豸呈現在恐龍之前，最早的蟲豸距今約 4.8 億年，這比早已消逝的鼻祖鳥還早了 3 億多年呢！

大師都知道，最早的動物呈現在海洋里，大約 5 億年前，一些節肢動物率先登岸。在極短的時候里（地質年月標準），一部門節肢動物進化出了同黨，于是一步登天，占有了天空這塊生物圈的“童貞地”。它們再也不消和地面上的敵手一較長短，打不贏你我就飛走好了。在很長一段時候里蟲豸獨霸天空，直到鳥類的呈現。

蟲豸沒有鳥類那么健旺的胸大肌和有助飛翔滑翔的羽毛，本家兒要靠振翅頻率和超大的同黨面積取勝。蜜蜂每秒振翅約 300 次，而蒼蠅每秒鐘大約 200 次，蚊子更是達到了 600 次，都在人耳音頻規模之內，是以，我們老是可以聽到那些蟲子飛翔時的嗡嗡聲。

我們熟知的蜻蜓、蝴蝶都有很典型的大同黨，對我們來說已是司空見慣了。然而你知道嗎？蜻蜓其實擁有 2 對同黨，是蟲豸中的雙翼機！

瓢蟲也有兩對同黨，但此中一對同黨鞘質化，籠蓋在用于飛翔的膜翅外并包裹身體，供給了杰出的庇護感化，但也降低了它的飛翔本事。

我們最熟悉也最悔恨的蚊子只有一對同黨，后翅已經特化形當作均衡棒包管身體均衡。其實蚊子的身體卻是不重，振翅速度也不慢，但因為一對同黨的力量太小，蚊子固然能飛得很快，可是每飛一段時候就要找處所“歇歇同黨”。

④“打不死”的法門 - 骨骼布局

蟲豸除了能飛能逃跑，還有必然的抗沖擊能力，原因就是它的外骨骼。

蟲豸外骨骼的本家兒要構成當作分為幾丁質，也叫甲殼素，這是一種多糖類化合物，其他節肢動物（如蝦、蟹）體表堅硬的外殼也由其構成。在這之前只有貝類、蝸牛等軟體動物有石灰質的“殼”這種庇護機制，但碳酸鈣究竟結果太硬了，這種材質的貝殼、蝸殼恰好限制了它們的步履能力，讓它們輕易當作為別人的美餐。而蟲豸和其他節肢動物從 5 億年前就穿戴上了這種幾丁質的輕型裝甲，既起到庇護感化，也不影響飛檐走壁。

當然，外骨骼的功能不止供給庇護這一點，還可以防止體內水分蒸發及與內壁所附著的肌肉配合完當作各類活動。

不外，盡管外骨骼的功能良多，對蟲子的庇護結果也很好，但它也有一個很大的缺陷：外骨骼形當作之后將不再跟著軀體的發展而發展。是以包羅蟲豸在內的節肢動物在發展到必然階段時必需進行蛻殼，將原本的庇護結果較好的外骨骼蛻下（蟬成仙后所蛻下的外骨骼即稱為“蟬蛻”），身體在一段時候內僅依靠較薄、較軟的幼嫩的外骨骼糊口，這是一段庇護能力削弱的空檔期。碰著天敵，就是喊“中場歇息”也沒用啊。

⑤鏈狀神經系統

你可能覺得蟲豸是無腦的，只會保存覓食和繁衍吧？大錯特錯！

上面的鰲蝦縱剖面圖所示，鰲蝦與蟲豸同屬于節肢動物門，它們的神經系統類型是一致的，即鏈狀神經系統。上圖中，黑線即為腹神經索，每一個膨大為一個神經節（由大量神經細胞組成），在它頂端（即頭部）有一個“龐大”的膨大稱為“腦”神經節。每一個神經節標的目的身體各部門發出神經纖維和神經細胞組成環狀遍布全身從而節制整個身體。

蟲豸的神經系統與人類的模式相似，當身體某一部門受到刺激時，神經感動沿神經纖維傳導至腹神經索、神經節，由神經節進行處置或進一步上傳至“腦”神經節進行處置。這種神經調節模式極為高效，因而蟲豸對外界的刺激有更活絡的反映，有利于其發現并遁藏敵害。

在蟲豸之前，蚯蚓等環節動物擁有了鏈狀神經系統，但沒有較著的腦。漫長的演化史上，蟲豸第一個擁有了腦的雛形。

⑥讓我們再來看看蟲豸的嘴

蟲豸的嘴也叫口器，大致可以分為品味式（大大都）、刺吸式（蚊子）、虹吸式（蝶）、嚼吸式（蜜蜂）、舐吸式（蒼蠅）等 5 種。此中，品味式口器是最原始的口器類型，其他各類類型的口器均由品味式口器演化、特化而來，絕大大都蟲豸幼蟲具有品味式口器（當作蟲可能為其他類型）。

品味式口器的合用規模半斤八兩廣，簡單來說，固體食物用顎切碎后與唾液夾雜吞咽，液體食物用唇、顎包裹后直接吞咽。因為大大都蟲豸的口器均采用了品味式口器，所以它們可以吃的食物多種多樣（若是消化系統跟得上），即“不挑食”，在食物資本有限的前提下，這類蟲豸是有利于保存的。

你可能對這一點嗤之以鼻不管是魚、鳥、獸都有嘴，可比蟲子高級多了。我必需得告訴你，我們能動的嘴現實上是“頜”，一向到志留紀（距今 4.4 億~4.1 億年）才因呈現了“有頜魚”而慢慢成長起來，而在那之前，動物界第一流、最復雜的就是蟲豸的“品味式口器”。人家是把 5 億年前的聰明用到今天！

⑦功能化的附肢

蟲豸屬于節肢動物，而節肢動物這一名稱的由來就是因為這類動物具有分節的附肢（就像人的四肢）。附肢在胚胎發育過程中逐漸發生形態上的轉變，功能也加倍專業化，好比頭部的附肢特化當作觸角、顎（蟲豸的“嘴”），胸部的附肢特化當作螯肢（例如螳螂的“鐮刀”）、跳躍足（例如蟋蟀粗壯的后腿），腹部的附肢特化當作生殖器等等。