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让开,蝉:这些生物也会“变黑”很长一段时间|科学

2024-04-30 13:25 来源:得道网

今年春天,由于两窝主要的蝉群同时出现,蝉在美国东南部和中西部嗡嗡作响。自1803年托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)入主白宫以来,这两个数字的17年和13年周期首次重合。结果预计将有超过一万亿只蝉鸣叫,这是一场难以错过的奇观。

这些昆虫都到哪里去了?他们一直躲在地下——他们并不孤单。许多物种都采取了生存策略,让它们在生命的大部分时间里保持低调,等待时机,直到合适的时刻重新出现。我们关注了六种最令人难以置信的物种,它们喜欢“变黑”,包括那些吵闹的虫子。

杀虫剂青蛙

澳大利亚的沙漠不太可能是数十万只青蛙的家园,它们通常生活在地表以下。在干旱的几个月,甚至几年里,它们都处于休眠状态。短暂的湿润期引发了疯狂的活动。澳大利亚博物馆和新南威尔士大学两栖动物和爬行动物保护生物学馆长乔迪·罗利指出,许多澳大利亚青蛙在潮湿的古代环境中进化,然后适应了今天的干燥条件。她说:“我认为,一种如此依赖淡水的动物能在如此恶劣的环境中生存下来,这是非常了不起的。”

包括树蛙在内的几个科的青蛙,利用一种夏季冬眠的时间,在干旱的环境中生存下来,而不会从体内流失太多水分。它们在地下挖洞,用脂肪皮肤分泌物把自己包裹起来,在下次下雨前保留宝贵的水分。“我们不知道它们能以这种方式存活多久,”罗利说。

当下雨的时候,青蛙几乎没有时间挖洞,大吃大喝,寻找配偶。罗利说:“大多数物种都是‘爆炸性繁殖者’:它们的繁殖时间很短,所以它们的交配狂热。”之后,另一个种族出现了——蝌蚪必须发育成青蛙,把自己埋起来等待下一次下雨。“由于这个原因,大多数沙漠蛙的幼虫期非常短,”她说。“速度是最重要的。”

"瑞普·凡·温克尔"兰花

超过100种不同的植物,包括许多种类的兰花,进入地下休眠状态,跳过春季发芽长达20年。有些人把它们称为“瑞普·凡·温克尔”兰花,以华盛顿·欧文的小说人物命名,他在20年的睡眠中错过了美国革命。

东京大学的进化生态学家理查德·谢弗森说,这种策略已经进化了很多次。他解释说,大多数情况下,休眠似乎是一种适应,使植物能够在没有每年发芽和开花的成本和风险的情况下存活下来。当兰花发芽时,它们冒着被吃掉的风险,在一些物种中,包括许多女士拖鞋,这种努力产生了糟糕的10%的传粉和繁殖率。这就是为什么许多兰花采用其他方式生存甚至繁殖的原因。

休眠的兰花可以通过消化生活在根部的真菌来获得所需的营养,而一些以真菌为燃料的兰花根本不使用光合作用,这使得它们处于极端的休眠状态。例如,珊瑚根兰花通常每五年有四年处于休眠状态,完全生活在地下。谢弗森说:“当它们发芽时,它们会开花,但它们已经进化成自花传粉者,这使它们能够100%授粉。”“所以,这种兰花已经进化出了一种通常处于休眠状态的生命史,因为当你不进行光合作用,直到你长大并储存了充足的资源才能开花时,你为什么要浪费资源发芽呢?”

榛睡鼠打瞌睡

欧洲食用睡鼠,一种类似松鼠的夜行哺乳动物,可能是世界上最专注的冬眠动物。在某些条件下,这种动物能够在地下洞穴中沉睡超过11个月。可食用睡鼠在冬季冬眠和夏季休息的马拉松式结合之前堆积的身体脂肪使它们对罗马人特别有吸引力。它们把这种蘸着蜂蜜或滚在罂粟籽里的小哺乳动物吃掉,这种做法使这种动物得名。

睡鼠通常在任何一年里冬眠的时间都比醒着的时间长,但在某些年份,它们会延长睡眠时间,几乎可以绕太阳一圈。为什么?一些研究表明,近年来欧洲山毛榉的种子短缺,而欧洲山毛榉是睡鼠的主要食物来源,这种树在繁荣和萧条的循环中产生。当这些种子供应不足时,睡鼠就不会交配,也许是因为它们的幼崽在冬眠时间前三个月出生,无法迅速长胖以生存。在这些不繁殖的年份,睡鼠显然觉得根本不值得醒来。但其他研究表明,另一种驱动力促使睡鼠将大部分时间花在地下:这可以防止它们被夜猫子等捕食者吃掉。

坚不可摧的缓步类

缓步动物是一种神奇的微型动物,也被称为水熊,它们可以在各种极端条件下生存。由于几乎完全脱水,它们会枯萎,新陈代谢也会减慢到几乎没有。在这种状态下,它们可以在没有食物和水的情况下存活30多年。它们可以承受300华氏度以上的高温,接近绝对零度的低温,甚至可以承受太空冰冻真空中的辐射。缓步动物已经在地球上存在了6亿年,这意味着它们已经在地球之前的五次大灭绝中幸存下来。

在它们不活动的状态下,缓步动物似乎已经死了,它们究竟是如何出现的还不完全清楚。然而,如果地球上包括人类在内的大多数其他物种都消失了,它们很可能仍然会这样做。牛津大学和哈佛-史密森天体物理中心的一项研究,研究了地球上生命对从超新星到小行星撞击等世界末日灾难的恢复能力,发现这些微小的生物很可能在任何灾难中幸存下来,直到我们的太阳灭亡。

非洲肺鱼

当水道干涸时,非洲肺鱼有一种惊人的适应方式——一种非常成功的适应方式,它使这个物种在惊人的4亿年里保持不变。这些动物看起来更像鳗鱼,而不是典型的鱼类,它们的细肢使它们能够在陆地上行走。肺鱼有鳃,但它们也有真正的肺,这意味着它们可以通过嘴呼吸空气,通过嘴获得大部分氧气。

在干旱时期,肺鱼把自己裹在泥土和自己的粘液中,这些粘液变硬,提供了一个保水的庇护所,保护它们免受细菌和病原体的侵害,并留下一个气道,以便它们可以呼吸。它们进入一种不吃不喝的麻木状态,以储存的能量为生,心率降至每分钟两次。

几个月,甚至几年,肺鱼等待着水回来的信号;随着河流和湿地的更新,当它们张开呼吸的嘴巴开始充满水时,它们知道是时候重新出现了。

今年,从俄克拉何马州到威斯康辛州再到马里兰州,周期蝉的“鸣叫”雄性蝉通过振动中空腹部上的隔膜发出标志性的声音。蝉几乎一生都安静地生活在地下。然而,与许多其他物种不同,它们不是休眠的。史密森尼昆虫学家弗洛伊德·肖克利在一封电子邮件中写道:“地下的若虫正在积极地挖掘,四处移动,以树根为食。”“她们只是在很长一段时间里都是仙女。”

若虫的生命周期是由它们的基因调控的,在树根中,它们也从落叶树宿主那里获取季节变化的线索。在它们计划出现的那一年,它们等待天气。肖克利写道:“地下12到18英寸的土壤温度上升到华氏64度以上,这是它们开始挖出路的导火索。”

当了13年甚至17年的若虫后,这些昆虫只会在地面上停留短短几周,在这段时间里,它们会交配,雌性会在树上产卵。当这些卵在六到七周后孵化出来时,新一代的若虫就会落到地面上,钻进洞穴,重新开始这个循环——几乎所有的过程都会在地下进行。

顶级图片来源:插图由Emily Lankiewicz / ausscape /环球影像集团通过Getty Images /埃里克·亨特通过维基百科CC by - sa 4.0 / Marco Simonini / REDA&CO /环球影像集团通过Getty Images / Kiosya Y, von ina K, Gąsiorek P (2021) mascarrene的毛猴科:毛里求斯的奇迹。进化系统学5(1):93-120。通过CC By-SA 4.0 / medinews Group / Reading Eagle Via Getty Images

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