自然科普:跳虫,它的足迹遍布世界各地
来源:人呆手户
发布时间:2021-09-18
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来源:www.chaosofdelight.org

这个其貌不扬的小虫,你认识吗?它的足迹遍布世界各地:从两极、高山冻土到赤道、沙漠、热带雨林, 从平原到海拔6400 m的高山, 从树顶一直到土壤深层。。。除海洋外,几乎任何有生命存在的地方都有它的栖息,并且其集居密度十分惊人,一平方米的土壤中就可能有10万只!

这么神奇的生物,你知道它是谁吗?不妨一起来认识一下吧!

+ 跳 虫 +

图源:www.chaosofdelight.org

Sminthurus viridis

跳虫 , 又称弹尾虫,是弹尾纲动物的俗称, 是分布极广的一类小型至微型节肢动物。其实,从广义上而言,跳虫也算是一类非常原始的昆虫,因其的腹部末端有弹跳器而得名。

图源:www.fossilmuseum.net

Rhyniella praecursor

1919 年,在Rhynie燧石中发现了化石跳虫——Rhyniella praecursor,其大约有 4.1 亿年的历史,这意味着跳虫是最早成为陆生的节肢动物之一。

跳虫的足迹遍布世界各地。据记录,Desoria和Hypogastrura属的跳虫在珠穆朗玛峰的高坡6400 m(21,000 英尺)的地方上幸福地生活;塔斯马尼亚岛上有一个属的跳虫会在水下生活,吃松脆的硅藻。 

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Cryptopygus antarcticus

Cryptopygus antarcticus跳虫生活在南极洲,它的寿命极长,可达十年,并且生长速度缓慢。它可是迄今为止,唯一出现在邮票上的跳虫。

更神奇的是在佐治亚州Krubera-Voronja洞穴中,探险队发现了一个新的跳虫物种——Plutomurus ortobalaganensis,其生活在地下深度为1980 m(6,500 英尺)的地方。

图源:wikipediaPlutomurus ortobalaganensis


Plutomurus ortobalaganensis是地球上发现的最深的陆生动物,生活在洞穴入口下方近2000 m处,以一些真菌为食,并在洞穴中分解有机物质。它的触角很长,没有眼睛,身体呈灰色,身上覆盖着较暗的斑点。

跳虫不仅分布广泛,而且其种类和个体数量都非常丰富,至今全世界已报道了弹尾纲跳虫28科近8000种,每年世界各地仍有数百个跳虫新种被描述,但到现在为止描述的已知种也仅占到全球实际存在种的一小部分。

跳虫的生存密度很大,在阔叶林和针叶林的自然土壤中密度可达每平方米10万只 , 在农业土壤中可达为每平方米1万只。甚至曾有人报道,在1英亩草地的表面至地下9英寸深的范围内竟发现两亿三千万只跳虫。

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别看跳虫其貌不扬,却与线虫、螨类共同构成三大土壤动物,在土壤生态系统中扮演着重要角色。跳虫有助于土壤中的养分循环,有助于形成土壤微观结构,并为许多捕食者提供现成的食物。要知道这对于体型1 ~3 mm的动物来说,应该算是相当大的成就了。

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跳虫以腐败的动植物残骸、腐殖质、细菌和真菌为主要食物,有些种类取食孢子、发芽的种子、花粉及植物的组织,还有极少数肉食性种类,捕食线虫等小动物。

总体而言,跳虫大多喜好在荫凉潮湿的环境中生活,为此,它们还进化出一种令人难以置信的防水皮肤,防水效果非常好,甚至还能排斥污垢和油渍。

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香港大学工程学院科研团队模仿跳虫表皮,制作出独特物理结构的超微细多孔表面,以达到防水防油的效果。这款廉价的防水防油技术,可用于制作有效排斥水、油等液体的涂层,若日后应用于衣物上,人类生活无可避免的“洗衣服”,或将成为历史!

虽然有优质的皮肤,跳虫却时常更替,它们终生蜕皮,一生最多50次。一旦长成成熟个体,它们的体型不会继续长大,但每次蜕皮后,身体会展现出更强烈的颜色或更明显的特征;并且跳虫的肠道也会随着每次蜕皮而再生,作为排泄器官,这样能够定期清除体内堆积的矿物质和毒素。

跳虫确实具有昆虫的一些特征,身体分为三部分,包括带触角的头部、三节的胸部,每节都有一对足和腹部。然而,在很多其他方面,它们又与昆虫不同:跳虫都是软体动物,没有翅,并且它们具有独特的结构——collaphore(黏管)和furca(弹跳器)。

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Brachystomella parvula

黏管是一种包含两个可逆管的管状结构,位于腹部下方,虽然它在某些情况下可用于身体稳定,但它的主要用途是调节身体的水分平衡和分泌黏性物质,所以,跳虫也被称为黏管虫。

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Dicyrtomina minuta 的弹跳器

弹跳器是跳虫腹部下方的叉形结构,通常被固定在握弹器上,当握弹器放开时,弹跳器迅速伸开,将整个身体弹出。

图源:collemboles.fr

弹跳器通常是跳虫唯一的防御方式,它对于这种脆弱、柔软和微小的动物来说非常有利。

图源:Flickr

Entomobrya dorsalis

例如,体长不超过2 mm的Entomobrya dorsalis跳虫,它弹跳时的最高高度可达16 cm,相当身长的80倍。

图源:antropocene.it

Sminthurus viridis

在Sminthurus viridis跳虫跳跃期间,测得的加速度峰值970 m / s-²,相当于 98.9 g 的加速度,大约是战斗机飞行员在非常急转弯时所经历的加速度的10倍!

但是在数亿年的时间里,有些种类的跳虫也找到了其他保护自己的方法,并放弃了弹跳的能力。

比如原䖴目Poduromorpha中的许多较大的跳虫物种,它们大部分时间都深埋在森林里大量倒塌和腐烂的树木中,远离螨虫和假蝎等天敌。在这样一个安全、隐蔽的环境中,它们的弹跳器不再发达,反而进化出化学防御方式,散发出具有令人讨厌的味道的物质。

图源:www.chaosofdelight.org

不发达的弹跳器

+ 模 样 千 奇 百 怪 +

图源:www.chaosofdelight.org

跳虫种类繁多,模样也千奇百怪,比如原䖴目Poduromorpha跳虫的模样就像果冻。它们通常有丰满、扁平的身体,短而粗的足和相对单一的体色。

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它们大都弹器退化,进化出化学防御方式,它们会流出血淋巴来击退攻击者。还有些种类,无论有没有弹跳器,都有尾刺,可以起到防御和锚定作用。

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Neonaphorura duboscqi

Podura aquatica跳虫有些不同寻常,它的弹器是大而平,能够支持它们在水面活动而不破坏水的表面张力。没错,它们是在各种静止的水面上作为清道夫生活的跳虫。

Podura aquatica在水面上产卵,卵是亲水的,会立即沉到水底,卵在水下发育,孵化后的幼虫有一个疏水的角质层,因此会立即向上冲出水面,并在那里度过余生。

图源:wikipedia

Podura aquatica

在北半球分布广泛的Anurida granaria跳虫,有一项独特的防御技能,当它受到干扰时,会发出几秒钟的短暂绿色闪光,要知道,这对于跳虫来说并不常见。

图源:wikimedia

Anurida granaria

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长䖴目Entomobryomorpha的跳虫有着较长的身体,较长的六足以及较长的触角,它们的触角是所有跳虫中最长的,某些种的触角是其体长的三倍。 

图源:www.chaosofdelight.org

部分种类身体被有长毛或鳞片,可能是作为一种捕食者的威慑物

图源:www.chaosofdelight.org

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愈腹䖴目Symphypleona的跳虫是所有跳虫中最可爱的一种,它们呈球状,具有独特的圆形身体形状和长长的触角。

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它们通常是多色的,具有黄色、粉色、红色等鲜明的颜色,有些种类就像穿了迷彩装。它们弹器发达,善于跳跃,求偶时甚至会跳一段激情四射的恰恰舞。

Adephoderia regina来自一个不寻常的跳虫科Spinothecidae,它们有一个奇怪的颈部器官,可能用于氧气交换。

图源:www.chaosofdelight.org

Adephoderia regina

此外,还有一些奇特的洞穴跳虫(Cave Collembola),它们生活在黑暗的洞穴中,或者土层深处,非常神秘。它们身体的颜色逐渐褪去,小眼数量也随着时间推移而逐渐减少或完全消失。

它们的模样就像是“一个蜷缩在宽松外套里的小老头”。

图源:www.chaosofdelight.org

Neelus murinus

洞穴跳虫通常依靠很少的食物生存,它们不能浪费能量到处乱跑,所以它们经常放慢脚步。要知道在能源匮乏的环境中,每节约一点点能量都有助于活下去。 

图源:www.chaosofdelight.org

Neelus murinus

参考资料:

https://www.chaosofdelight.org/collembola-springtails

https://www.chaosofdelight.org/gallery

https://collemboles.fr/en/morphology-and-physiology/63-the-furca-jumping-organ-of-springtails.html

陈建秀 麻智春 严海娟 张 峰《跳虫在土壤生态系统中的作用》生物多样性 2007, 15 (2):154–161

图源来源:Google www.chaosofdelight.org

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本期小编:空凤小仙 

《植物保护学报》

来源:人呆手户 


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