昆蟲科學家：口器退化的原因是什麼？的變態型別是不完全變態？

蜉蝣目為什麼口器退化

蜉蝣的變態型別是原變態，原變態是不完全變態（incomplete metamorphosis）中半變態（hemimetabolous）的一種特殊形式。這種變態形式在昆蟲世界裡是獨一無二的。也就是在成蟲完全性成熟和形成功能齊全的翅的附肢之前有一個亞成蟲期。

蜉蝣的亞成蟲期幾乎沒有超過24小時的，甚至有些種類也就能持續幾分鐘。褶緣蜉科（Palingeniidae）的種類中，亞成蟲期實際上已完全性成熟，與成蟲期幾乎沒有什麼差別。但大多數蜉蝣的亞成蟲雖然有翅，但只能短時飛行，其他附肢的功能也沒有發育健全，只有再蛻皮一次，才能形成健全的成蟲。蜉蝣的亞成蟲是很多魚類或陸上食蟲動物非常喜歡的美味佳餚。

有一個十分有趣的現象，那就是蜉蝣通常都是在春夏秋季的某一天或兩天同時大規模地羽化為成蟲，同時達到性成熟。它們可在空中成群飛舞，也可停歇在各種物體的表面，有時其種群聚集規模之浩大，蔚為壯觀。有些種類這種同步羽化性成熟和飛行求偶交配的時間都集中在黎明或黃昏時段。太陽光線的強弱似乎是它們同步成群羽化的環境線索，但很可能還存在其它的誘發因子。有一種四節蜉，學名叫Baetis intercalaris，在7~8月時，它們在日出後開始羽化，但在6月，它們又在陽光直射的正午時分成群同步羽化。蜉蝣同步成群羽化的時間段選擇策略可能與逃避捕食者、降低被捕食風險有關，因為蜉蝣的亞成蟲身體柔嫩，活動也不靈敏，很容易被捕食者獵食。

蜉蝣成蟲壽命的長短因種而異，但成蟲的存活時間都非常短暫，它們的首要任務就是完成各自的生物學史命——生殖。因為成蟲不需要取食食物，而且也不能取食，所以它們的口器形同虛設，都也不同程度地退化了。但是蜉蝣成蟲消化道還比較完整，那麼它是用來做什麼的呢？原來它們的消化道中可充斥大量的空氣，這樣可使它們便於飛行，有利於在空中表演各種求偶的舞姿。在蜉蝣中，成蟲壽命最短的當數 美洲多拉蜉（Dolania americana）了，雌成蟲最短的只存活5分鐘。

雄成蟲可以單獨行動，但它們羽化之時是同步從水中而出，成群在水面之上的空中飛舞求偶。這就是婚飛舞蹈（nuptial dance）。每個成蟲都會重複地扇動著翅膀上下來回飛行，長長的尾絲向下拖曳。當停歇不飛行時，翅停止扇動並直豎在背上。雌成蟲飛入婚飛群體中，與雄成蟲在空中實施交配。交配中雄蜉蝣飛在雌蜉蝣的下方，其前足向上彎曲，抱握住雌蜉蝣的胸部，腹末端相互連線。整個空中交配過程僅持續幾秒鐘，也有雙雙飛停在地面交配的，它們交配持續的時間稍長一些，但也長不了幾秒。有些雄蜉蝣成蟲在飛來婚飛表演之前會在附近林中停留一晚，等待第二天參加集體婚舞（nuptial dance）。

儘管蜉蝣的成蟲不吃東西，但是飛出水面的時候還是會蘸下水潤溼潤溼口器。 交配後的雌蜉蝣可產下400~3000枚卵，卵直接撒落在水面，有時也會象蜻蜓點水一樣，用其腹部末端輕觸水面產卵，一邊飛行一邊產卵。雌蜉蝣每次產卵時不是一枚一枚地產，而是成塊地產下，每塊具卵數枚不等，卵塊可先漂浮於水面。有少數種類的蜉蝣，雌蟲會把卵產於水面植物上。但最後，卵還是要沉入水底的。卵從產下到孵化需幾天甚至年把的時間，卵期的時間長短因種而異，水中的環境溫度也是極其重要的影響因子。環境條件不適宜的情況下，卵隨時可進入滯育狀態（diapause）。

蜉蝣稚蟲的生長髮育速率、蛻皮的次數等也是溫度相關的。稚蟲歷期有的為幾個月，有的為幾年；胚後發育中蛻皮（post-embryonic moults）的次數10~50次不等，比絕大多數昆蟲要多。 所有這些都因種類的不同和環境條件的不同而不同。 很多種蜉蝣在流水中繁育，所以其卵和幼蟲都會被衝往下游。為了應對水流的沖刷，雌成蟲也會選擇水流的上游地帶產卵。分佈在歐洲的蒂莎蜉蝣（Tisza mayfly）是已發現的全世最大的種，體長可達10cm，它的雌成蟲都會向水流上游飛行3千米左右才把卵產下；卵經45天后沉入水底，孵化後即鑽入底層沉積物中，那裡安靜地生長2~3年，之後羽化為亞成蟲。

蜉蝣羽化的方式有幾種型別：有些種類的稚蟲生長到一定程度，就在水下羽化，羽化的亞成蟲能游到水面，然後自行飛到空中。而另一些種類的稚蟲要羽化時，會浮出水面，羽化後的亞成蟲先停歇在蛻下的蛻（即蛻下的舊皮，exuviae）上1~2分後就飛到空中。還有少數種類的稚蟲能爬離水體蛻皮羽化為亞成蟲。