第十章蚊子和蠅虻
愛思考的人總會情不自禁地想當代機械發展會帶來什麼樣的結果。本書作者認為，如果您隻是想轉移一下思緒，這麼想想倒也無妨。但如果您總是這樣憂心忡忡，甚至杞人憂天，那還不如學學羅丹的著名雕塑“思想者”，他始終保持靜靜地思考狀態，這才是令人敬仰的真正的思考。我們都非常欣賞抽象的思考，它表達了令我們不安的思緒。因此，當哲學家們告誡我們說機械發展並不等同於文明發展時，我們感到惶惑了。不過昆蟲學家倒不必參與這種討論，他們研究的是動物，不是人類，甚至不知道全世界隻有少數人正致力於機械效率的提高。
縱覽天下，最好的建議就是，各行其道、各盡其是，鞋匠隻管好好修鞋，昆蟲學家隻管好好研究昆蟲。但是，不經意間，我們注意到人類世界和昆蟲世界竟有如此多的相似之處。當我們仔細觀察這些昆蟲，看看它們是否擁有運用完美機械的跡象，我們吃驚地發現，它們竟然與人類殊途同歸。在這裏，我們要談談蚊子和蠅虻。不過誰也不能說它們為地球上的其他生物帶來了舒適和快樂。
簡單回顧一下一些主要昆蟲給我們的感受吧，螞蚱是一群音樂家；蟬是歌唱家；甲殼蟲是石雕上的聖甲蟲和和夜晚星光點點的螢火蟲；飛蛾和蝴蝶以它們的優雅和美麗裝點了這個世界，至於黃蜂則為我們提供了蜂蜜。不過，說到蠅虻，它能生出更多的蠅虻，是人類最可憎的害蟲之一。
但是，作為自然界的研究人員，我們從不批判任何昆蟲。我們的樂趣來自於對真相的了解。我們研究蚊子和蠅虻的生活和結構，並從中尋求樂趣。
蠅虻概述
蚊子和蠅虻在昆蟲學中屬於同一目。它們之所以和其他昆蟲不同是因為它們隻有一對翅膀（圖：167）。因此，昆蟲學家把蚊子和蠅虻以及其他相類似的昆蟲叫雙翼目昆蟲（diptera：希臘語的意思就是兩個翅膀）。既然幾乎所有的有翼昆蟲都有兩對翅膀，那麼很可能有翼昆蟲的祖先，包括雙翼昆蟲的祖先都長著兩對翅膀。雙翼目昆蟲不過在進化的過程中失去了一對翅膀但飛得更好、更專業。
我們下一步將進一步說明雙翼與四翼相比是飛行機械效率的進化和提高。雙翼飛行冠軍非蠅虻和蚊子莫屬。我們將幾目昆蟲的翅膀進化和飛行效率方式加以比較，真相不言而喻。
圖：167 食蟲虻，其結構特征是典型的雙翼目昆蟲
蠅虻為雙翼昆蟲，後翅退化成有節節杆，或稱平衡棒（Hl）。
也許昆蟲在最初獲得兩對翅膀時，兩對的大小和形狀是一樣的。白蟻（圖：168 A）的兩對翅膀幾乎完全相同。白蟻的飛行能力很差，但這並不能歸罪於翅膀的形狀，而是翅膀肌部分退化的原因。蜻蜓（圖：58）是飛行健將，兩對翅膀大小和形狀差別不大。蜻蜓與其他昆蟲相比擁有更為發達、更為有力的飛行肌。 通過這些例子，我們無法準確判定四翼的飛行機械效率是高是低。但是很顯然，大多數昆蟲前翼和後翼稍有不同是一種優勢。
圖：168 昆蟲翅膀的進化
A：白蟻的翅膀，前翼後翼的大小和形狀幾乎完全相同。B：紡織娘的翅膀，後翼是主要飛行器。C：甲殼蟲的翅膀，前翼變成了保護性的翅鞘（El），覆蓋著後翼。D：鷹蛾的翅膀，後翅的脊翅（f）和前翅下麵的鉤相扣，將前翅和後翅連接起來。E：蜜蜂的翅膀，後翅上的鉤（h）將前翅和後翅相連。F：大蠅虻的翅膀，後翅退化，變成了平衡棒（Hl）。
螞蚱的後翼（圖：63）進化成寬闊的薄膜扇，而前翅則退化成較纖細較堅硬的形態。蟑螂（圖：53）、紡織娘（圖：168 B ）和蟋蟀莫不如此，隻有雄性前翅較大構成發音器官（圖：39）。這些昆蟲的後翅都是飛行器官。不飛的時候，後翅就折好，收在前翅下麵。前翅能很好地保護較為柔弱的後翅。甲殼蟲的後翅比前翅大得多（圖：137，168 C），螞蚱以及同類的昆蟲也一樣，飛行對它們來說無一例外極為重要。不過，甲殼蟲比螞蚱更進了一步，它的前翅變成了後翅的保護性盾牌。前翅通常堅硬得像貝殼一樣，嚴絲合縫並排長在背後（圖：137 A），像一個盒子一樣完全蓋住了折疊在裏麵的後翼薄膜。螞蚱和甲殼蟲都不是飛行健將，但它們似乎證明了一對翅膀就是比兩對翅膀具有較高的飛行效率。
蝴蝶和飛蛾同時用兩對翅膀飛行。但值得注意的是，這些昆蟲的前翅略大（圖：168 D）。蝴蝶，長著四隻巨大翅膀，飛得很好，飛行時間也較長，但飛得較慢。飛蛾飛得要快一些。飛行速度較快的昆蟲前翅較發達，後翅則有些退化。因此，一側的兩隻翅膀連在一起，作為一隻翅膀飛行效率更高（D）。飛蛾比螞蚱和甲殼蟲更好地證明隻有一對翅膀飛行效率更高。飛蛾從另外一個角度解決了四翼改雙翼的飛行機製問題。它並不需要讓前翅或後翅的飛行功能消失，隻要將同側的前後翅有機結合起來，就能獲得雙翼的飛行條件。
黃蜂（圖：133）和蜜蜂通過將同側的前後翼結合，完成了由四翼飛行機製向兩翼飛行機製的進化。它們采取一種非常有效的方式將前後翅連接在一起。後翅通過前沿靜脈血管上的一係列小鉤掛在前翅後麵較厚的邊緣上。它的前後翅結合得是如此完美隻有通過仔細觀察才能發現一隻翅膀原來是兩隻翅膀。
蠅虻包括所有雙翼目的昆蟲完成了一次大膽的創舉，將後翼完全從飛行機製中廢除了。蠅虻是真正意義上的雙翼昆蟲（圖：167，168 F）。後翼退化成兩個小節杆，從翅膀根基部伸出來，末端長有小圓頭（圖：167，168 F，Hl）。這兩隻小節杆就是平衡器，也叫平衡棒，其結構特征表明它是從翅膀退化而來的。
由前翅承擔全部飛行活動要求重組胸部結構和肌肉組織。研究蠅虻的胸部給我們上了有趣和有教益的一課，那就是動物是如何完全改變原始祖先的身體機製以適應新情況的。如果蠅虻是由上帝創造，而非進化而來的，它的身體結構也許能更直接地適應它的需求。
不單是翅膀和飛行方式，還有嘴的結構和捕食方式都說明蠅虻是高度進化的昆蟲。蠅虻是吃液體食物的。那些吃液體食物的種群，嘴部結構非常適合吸吮。很多吸食哺乳動物包括人類新鮮血液的昆蟲，都長著高效的器官能夠刺破供血者的皮膚。
圖：169 黑色馬蠅（tabanus atratus）
A：馬蠅的全身圖 B：馬蠅頭部和嘴部的正麵圖
Ant：觸角；E, E：複眼；Lb：下唇；Lm：上唇；Md：下顎；Mx：上頜；MxPlp：上頜須
人們最熟悉的兩種嗜血雙翼昆蟲是蚊子和馬蠅。馬蠅（圖：169 A）中的兩個品種牛虻和鹿虻都屬於虻科（Tabanidae）。仔細觀察普通大小的馬蠅頭部將會揭示這些雙翼目昆蟲的捕食器官特征。幾個附屬器官從頭部下方向下伸出，這些器官是它的嘴部器官。它們和螞蚱（圖：66）的嘴部附屬器官的數目和位置相對應，但因為它們適應了完全不同的吃食方式，所以形狀完全不同。事實上，馬蠅並不會“咬”，它們隻是刺破供血者的皮膚，然後吸血。
通過細致分析馬蠅嘴部的各個組成部分，我們發現它一共由九個部分組成。其中三個處於中間位置，因此是單數的，其餘分列兩側，構成三對器官。最外側的棒型器官，根部與第二對器官相連，成為一體，因此，實際上應該說它的嘴邊長著兩對器官。最前麵的單數器官是上唇（圖：169 B, Lm）；第一對器官是下顎（Md）；第二對是上頜（Mx）；第二個處於中間位置的器官是下咽（169號B圖未畫）；最後麵的單個器官是下唇（Lb）；長在兩側的棒狀器官是上頜須。
結實寬廣的上唇（圖：169 B； 170 A，Lm）從麵部下方向下突伸出來，逐漸變細，可頭兒卻是鈍的。裏麵有管，前後貫通，通常在下咽部（圖：170 D, Hphy）閉合，下咽頂著上唇下沿，構成一個吸管。吸管的上端通向嘴裏，管口就在上唇和下咽部基部的中間，與一個巨大、結實的球狀吸泵（圖：170 A，Pmp）——口腔相通。口腔的前壁閉合，但如果頭前壁（Clp）的肌肉（Mcl）提升，口腔前壁則開啟。口腔就是蠅虻的吸泵。蠅虻的口腔和蟬的口腔（圖：122，Pmp）十分相似。蠅虻是靠上唇和下咽組成的吸管（即受兩個下顎片擠壓的通道）吸食液體食物的。
圖：170，馬蠅（tabanus atratus）的嘴部
A：上唇（Lm）和嘴泵（Pmp），頭壁唇基板（Clp）上的吸泵擴張肌（Mcl）緊張豎立著。嘴在上唇基部後麵。
B：左側下顎
C：左側上頜，由一柄長長的刀片（Lc）和一條長長的觸須（Plp）組成
D：下唇（Lb），末端長有巨大唇瓣（La）。下咽部（Hphy），唾液腺（SlD）和注射器（Syr）。上唇下咽管末端開口，唾液腺和注射器能通過上唇下咽管注射毒液。
馬蠅的下顎（圖：170B，Md）是一種切割工具，很長，很尖，像刀片一樣，刀背很厚，刀刃很薄。其延伸的基部同頭部下沿相連，可以稍稍橫向切割，但不能像蟬的下顎那樣前伸和回縮。上頜是一種纖巧的取食工具，每一個都通過基盤同頭部相連。基盤上還長著兩節的上頜須。上頜也許是馬蠅嘴部最重要的穿刺工具。
下咽（圖：170 D，Hph ）像把尖刀一樣，中空。正如我們看到的那樣，它頂著上唇的下麵，形成捕食通道的外半邊。唾液腺（SlD）延伸至下咽並縱穿下咽。唾液腺在下咽基部之前，長有一隻鼓脹的注射器（Syr）。唾液腺注射器在結構上實際是吸泵（A，Pmp）的複製品，注射器的後部長有豎立肌肉。蠅虻的唾液通過下咽尖部注入進傷口。正因如此，被蠅虻咬中是感染的原因，它能將體內的病菌從一個動物感染到另外一個動物身上。
在以上描繪過的所有器官後麵，就是位於頭部中間位置的下唇（圖170 D，Lb）。它比其他器官都大，由粗粗的唇柱和末端兩片大大的唇瓣（La）組成。唇瓣（labella）軟軟的，薄薄的，邊緣長滿了深色的厚厚的溝槽。溝槽彼此平行，斜向延伸。這些溝槽可以吸取供血者傷口的血液，也可以分泌唾液從唇瓣間的下咽部末端釋放出去。我們還不十分清楚馬蠅的唾液對供血者的血液到底有什麼影響，但據說一些蠅虻的唾液能阻礙血液凝固。
一些體積較小的馬蠅咬噬能力也極強。當行路人想在道邊的陰涼地方稍事休息，它們真是討厭極了。馬、牛和其他一些野生哺乳動物也非常討厭這些蠅虻，大量的蠅虻使它們的日子特別難過。這些動物能保護自己不受可惡的蠅虻叮咬的唯一辦法就是甩尾巴。不過這隻能讓蠅虻換個地方再咬。
強盜蠅（Asilidae圖：167）是另一個會叮咬的的蠅虻家族，它們總是成群結夥地襲擊其他昆蟲。它們的飛行能力極強，可以在空中襲擊供血者，連蜜蜂都是它們的受害者。強盜蠅沒有下顎，尖利、有力的下咽是主要的穿刺工具。強盜蠅的唾液注入傷口，溶解了供血者的肌肉，這樣溶解液就被完全吸了出來。
正如第八章——昆蟲變形所談到的那樣，成蟲的外形變化是為特定的生存環境服務的，幼蟲的外形也是為適應與成蟲完全不同的生存環境的。這條規則也適用於蠅虻。總的來說，蠅虻成蟲的結構在所有昆蟲成蟲中進化得是最好的，因此毫無疑問，蠅虻幼蟲在所有昆蟲幼蟲當中也是最適應環境的。
蠅虻幼蟲時期是沒有外部翅膀的，腿部生長也受到限製。因此，它們的幼蟲不但無翅也無腿（圖：171）。那個時期，腿和翅膀都是長在體內的芽狀器官。隻有到了變形初期，才翻出來，形成腿和翅膀。
蠅虻的幼蟲身體呈柱狀，無腿，這使它們看起來像蟲子，它們也就像蟲子那樣去生活，采取蟲子的行為方式。為了彌補無腿的缺陷，蠅虻身體內壁上長滿了錯綜複雜的肌肉纖維係統，這使它的身體能自如地伸展、蜷縮，做出各種柔術表演動作。
圖：171 蠅虻幼蟲（蛆）的身體結構
An：肛門；Asp：身體前端氣孔；DTra：背部氣管；LTra：身體兩側的胸部氣管；mh：嘴鉤；PSp：身體末端氣孔
乍一想，這個身體柔軟，像蟲子一樣的小生靈，肌肉一收縮，身體就能伸展開，是多麼地奇妙啊！但是，我們應該記得幼蟲的體內都是柔軟器官，而且很多器官都是半遊離狀態，而且器官間隙充滿了體液。因此，這個小生靈能把身體當成一個水壓裝置，做出各種動作來。比方說，身體的後半部分一收縮，就迫使體液和遊離態的柔軟器官向前移動，這樣就使身體前半部分拉長。縱向肌肉一收縮，就拉動了身體的後半部分，再一次重複伸展動作。這樣，柔軟的幼蟲沒有長腳也能向前運動。如果情況需要，整套動作反著做，它就會向後移動。
蠅虻幼蟲身體構造的一個特別之處就是它的氣孔，氣孔的生長和它的呼吸方式有關。我們已經知道，大多數昆蟲身體兩側各有一排氣孔，和體內兩側的氣管相通（圖：70）。蠅虻幼蟲的氣孔是閉合的，直到蛹變成成蟲才用來呼吸。
圖172蜂蠅的幼蟲，鼠尾蛆。它們生活在水下和泥中，通過長長的尾狀呼吸管呼吸水上空氣。上圖：鼠尾蛆在水麵漂浮物的下麵休息。下圖：鼠尾蛆在水下泥中吃食。
蠅虻幼蟲的身體末端長著一對或兩對特殊的呼吸器官。一些種群在身體的末端兩側各長著一對呼吸器官（圖：171， ASP，PSP），一些隻在身體末端長著一對。身體前端的呼吸器官（如圖171， ASP所示），包括身體第一節的球狀突起，上麵帶眼兒，和身體前端的一對大型背部氣管相連（DTra）。身體後部的呼吸器官包括身體末端的一對氣孔，它們和身體末端的一對背部氣管相連。擁有了這樣的呼吸器官，蠅虻幼蟲隻要把尾巴末端伸到空氣中，就能在水下、泥裏或其他柔軟物質中生活。
有一種大型蠅虻長得像雄蜂，鼠尾蛆（圖：172）就是它的幼蟲。它的呼吸係統極具優勢。它的身體末端是一條長長的細細的尾巴，上麵長著尾部氣孔。這個小家夥生活在髒水裏和泥沼中，利用身體的發明創造，可以藏在水麵漂浮物的下麵，利用尾巴進行呼吸。尾巴尖露出水麵，露在離身體較遠的地方。尾巴尖圍繞著氣孔長著一圈放射狀的毛，它能讓尾巴漂浮在水麵上，並且防止水進到氣孔裏。
幼蟲和成蟲的差別很大，變形時要發生巨大變化。雙翅目昆蟲因為進化程度高，所以體內變形過程要比其他昆蟲複雜得多。