昆虫防御

对许多昆虫来说,通过奔跑或飞行快速逃离是主要的防御方式。例如,蟑螂的尾毛上有一种“机械感应毛发”(刚毛),这种毛发非常敏感,能够探测到快速移动物体(比如你的脚)前的气压变化。来自这些受体的神经冲动通过巨大的神经元以每秒3米的速度传递到胸神经节,在不到50毫秒的时间内触发腿部的逃避反应。当你试图拍打家蝇时,它们也有类似的反应时间。在感觉到威胁30-50毫秒后,它们会跃入空中开始拍打翅膀。

虎蛾(虎蛾科)可以探测蝙蝠的超声波回声定位。在低强度的情况下,它们会飞离蝙蝠,但如果蝙蝠的叫声增加到一定的阈值,它们会迅速从空中坠落,以一种规避的循环俯冲。其他的警报反应可能没有那么剧烈,但同样有效:马达加斯加蟑螂受到干扰时会发出嘶嘶声;布谷鸟黄蜂蜷缩成坚硬的球;龟甲的跗趾上有很强的粘性垫片,紧贴着叶子或茎紧贴在上面。其他昆虫只是“装死”(守止) -它们松开对基片的抓地力,掉到地面上,只要它们保持不动,就很难找到它们。

昆虫坚硬的外骨骼可以有效防御某些捕食者和寄生虫。大型象鼻虫以其坚硬的身体而臭名昭著——当你第一次弯曲一根昆虫针试图把它穿过胸腔时,你可能会发现这一点。大多数潜水甲虫坚硬、光滑、流线型;即使你能抓住它们,它们也经常会挣脱你的控制。

刺、刚毛和毛发可能是针对捕食者和寄生虫的有效机械威慑物。一口头发可以是捕食者的令人不愉快的经验,寄生苍蝇或黄蜂可能难以足够接近昆虫的身体才能撒上鸡蛋。一些毛毛虫将体毛融入茧的丝绸中,作为防止捕食的额外防御。

一些昆虫在每个附属物中有一个“骨折线”(经常在Troochanter和股骨之间),如果它捕获捕食者抓住,则允许腿部容易地断开。这种现象,称为自切,最常见的是鹤蝇、手杖、蚱蜢和其他长腿昆虫。在大多数情况下,以这种方式牺牲肢体只会造成轻微的残疾。事实上,手杖(特别是年轻的若虫)可以在几次蜕皮过程中再生全部或部分丢失的附属肢体。

化学防御

许多昆虫都准备好了对它们的敌人发动化学战争。在某些情况下,它们自己制造有毒或令人生厌的化合物。在其他情况下,化学物质从宿主植物中获得,并隔离在血淋巴或身体组织中。当受到威胁或受到干扰时,有毒化合物可能会以腺状渗出物的形式释放到身体表面,以驱蚊挥发性物质的形式进入空气,或以喷雾的形式直接喷向冒犯的目标。

防御化学品通常以四种方式中的一种方式工作:

Osmeteria.

    1. 排斥性——难闻的气味或难闻的味道通常足以阻止潜在的捕食者。例如,臭虫在胸腔或腹部有专门的分泌腺,可以产生恶臭的碳氢化合物。这些化学物质在腺体附近的一个小蓄水池中积累,只有在需要的时候才被释放到体表。某些燕尾蝶的幼虫有可见的腺体,叫做嗅觉腺,就在头部后面。当毛毛虫受到骚扰时,它会竖起身子,翻出气味释放出一种驱避剂,并前后摆动身体来抵御入侵者。
    2. 诱导清洁-刺激性化合物通常会引起捕食者的清洁行为,给猎物逃跑的时间。一些水泡甲虫(蝇科)产生斑蝥素,一种强烈的刺激性和起泡剂,在它们的血淋巴中循环。当甲虫受到干扰或威胁时,这些血滴会从它的腿关节中渗出——这种适应被称为反射出血.一些白蚁、蟑螂、蠼螋、竹节虫和甲虫会产生刺激性喷雾剂。臭名昭著的投弹甲虫在特殊的腺体中储存用于爆炸反应的化学前体。当受到威胁时,这些前体混合在一起,产生沸腾的热苯醌和水蒸气(蒸汽)。
    3. 附着力-粘性化合物,像胶水一样变硬,使攻击者丧失能力。一些种类的蟑螂用一种黏糊糊的肛门分泌物保护它们的背部,这种分泌物可以迅速削弱任何发动攻击的工蚁。类似地,士兵种姓的白蚁有着喷嘴状的头部,上面有一个防御腺体,可以向入侵者发射鸡尾酒式的防御化学物质。这种化合物具有刺激性和固定性,已被证明对蚂蚁、蜘蛛、蜈蚣和其他食肉性节肢动物非常有效。
    4. 马鞍峰卡特彼勒引起疼痛或不适-鞍背毛虫、蛾幼虫和其他鳞翅目动物的幼虫都有中空的体毛,体毛含有一种令人疼痛的刺激物。简单地擦一下咬伤毛发将导致他们打破并释放他们的内容。结果是强烈的燃烧感觉,可能持续数小时。许多蚂蚁,蜜蜂和黄蜂(Aculeate Hymenoptera)提供毒液以一种可怕的方式来对付他们的敌人好讽刺人的人(生殖器)。毒液是蛋白质和氨基酸的复杂混合物,不仅会引起剧烈的疼痛,还可能引发受害者的过敏反应。

保护颜色

生物学家认识到,昆虫世界中形状和颜色的多样性通常有其内在的原因。我们可能不知道为什么某一特定物种的前臀上有平行的脊线或翅膀上有黑色的斑点,但我们可以合理地确定,这种形状或颜色在某种程度上对该物种的整体健康做出了贡献,不管它有多小。很明显,至少有一些颜色和图案起到了防御的作用,提供了一定程度的保护,免受捕食者和寄生虫的伤害。这些模式,统称为保护颜色,可分为四大类:

    1. 保护色-与周围环境融为一体的昆虫通常会设法逃脱捕食者和寄生虫的发现。这个策略,称为神秘的颜色这不仅涉及到匹配背景的颜色,还涉及到打乱身体的轮廓,消除光滑身体表面的反光亮点,并避免突然的移动可能泄露位置。显然,如果昆虫从一种栖息地迁移到另一种栖息地,这种策略就会失去很多效力。伪装得很好的昆虫通常呆在离家很近的地方,或者只走很短的路程,然后很快回到它们的保护伞下。例如,许多住在地面上的蚱蜢和蝈蝈儿都有灰色和棕色的斑驳颜色,这有助于它们在干燥的树叶或砾石的背景下“消失”。另一方面,生活在树叶中的近缘物种通常是绿色的阴影,与周围的叶子相匹配。一些草蛉虫的幼虫通过将周围环境中的苔藓或地衣附着在身体背面来改善它们的伪装。
    2. 模仿- 一些昆虫通过类似环境中的其他物体“隐藏在平原”中。荆棘真的是一个treehopper;一个小树枝可能是一只步行,刺客虫子或土工蛾蛾的毛虫;有时死叶子原来是katydid,蛾,甚至是一只蝴蝶。这种自然对象的“模仿”通常被称为模仿.它远不止是模仿植物部件:
      • 一些燕尾幼虫看起来像鸟粪,另一些则在胸腔上有假眼,可以让人信服地模仿蛇头。
      • 在许多鳞翅目昆虫的翅膀外缘可以发现毛虫的相似之处,这可能是为了愚弄那些捕食鸟类,它们啄翅膀的边缘而不是蝴蝶的身体。
      • 许多蝴蝶和飞蛾在翅膀上有眼睛的眼睛,刺激猫头鹰或其他大型动物的面孔。
      • 蛞蝓幼虫和巫婆蛾幼虫看起来像毛球或毛茸茸的小哺乳动物。
    3. 警告的颜色-昆虫有积极的防御手段(如刺或驱虫喷雾),经常显示明亮的颜色或对比模式,往往吸引注意。这些肉眼可见的昆虫说明了问题警戒色,一个来自希腊词的术语“分离”(从一定距离)和(标志或信号) - 意思是“来自远程的信号”。捕食者很快就会学习将独特着色与“令人不快”的结果联系起来,这一遭遇通常足以确保将来避免这种猎物。一些人将死于牺牲,但对于整个物种来说,它可以宣传!
    4. 模仿-如果独特的视觉外观足以保护难吃的昆虫免受捕食,那么其他昆虫也有理由采用相似的外观以避免被捕食。这种策略本质上是“虚假广告”的一种形式,最早被亨利·w·贝茨(Henry W. Bates)于1861年发现并描述。今天,它通常被称为Batesian Mimicry..viceroy蝴蝶(大多是鸟类的蝴蝶大大保护,因为它们类似于君主蝴蝶(非常令人反感)。许多物种蜜蜂苍蝇,花苍蝇,强盗苍蝇和透明的飞蛾是类似的保护,因为它们模仿刺痛的蜜蜂和黄蜂的外观(和通常是行为)。Batesian Mimicry.is usually a successful strategy as long as the model and mimic are found in the same location, the mimic’s population size is smaller than that of the model, and predators associate the model’s appearance with an unpleasant effect.In 1879, Fritz Müller recognized that two or more distasteful species often share the same aposematic color patterns. Many species of wasps, for example, have alternating bands of black and yellow on the abdomen. This defensive tactic, commonly known as缪勒拟态,因为这样可以把“教育捕食者”的责任分散到多个物种身上。事实上,随着Müllerian复合体中物种数量的增加,每个物种都有更大的选择优势。在一些热带鳞翅目中,拟态已经达到了极端,在这些地方,亲缘和非亲缘的物种在大小、形状、颜色和翅膀图案上都非常相似。这些蝴蝶(有时还有飞蛾)一起形成模仿环这可能包括美味和不美味的物种。例如,在南美洲,长翅蝶(蛱蝶科)形成了一个包括至少12种不同种类(包括一种飞蛾)的拟态环。

虽然自然选择倾向于种群中伪装或拟态最好的个体,但它也倾向于捕食者或寄生虫最敏锐的发现猎物。作为这些利益冲突的结果,捕食者和被捕食者之间的共同进化不可避免地导致了进攻和防御措施的不断升级——芝加哥大学的利·范·瓦伦将这种情况描述为进化的“军备竞赛”。

红桃皇后为了在军备竞赛中生存,捕食者和猎物都必须不断进化以应对对方的变化。不“跟上”就等于向对手承认竞争优势,并可能导致灭亡。

为了维持现状而必须不断改变的观点已经被创造出来了红皇后假说.这个名字来源于刘易斯·卡罗尔的《爱丽丝梦游仙境》故事中的一个场景。在通过看玻璃,爱丽丝遇到了一个棋子,红色女王。在努力追随女王之后,Alice发现了她没有从她开始的地方移动。问这个悖论,红色女王回复,“在这里,你看,它需要所有的运行,你可以做到的地方。”