甲蟲(chóng)兵團(tuán)：被人類忽視的“微型裝甲”戰(zhàn)士

在地球這個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)中，

存在著一個(gè)由堅(jiān)硬外骨骼構(gòu)成的“微型裝甲兵團(tuán)”

—— 甲蟲(chóng)

它們是昆蟲(chóng)綱鞘翅目生物的統(tǒng)稱

共同特征是前翅特化為堅(jiān)硬的鞘翅

保護(hù)著脆弱的飛行后翅和腹部

“微型裝甲兵團(tuán)”圖例（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

目前人類已知的甲蟲(chóng)種類有183科，超過(guò)40萬(wàn)種，占所有已知昆蟲(chóng)種類的40%，而科學(xué)家估計(jì)實(shí)際種類可能高達(dá)百萬(wàn)之巨。這意味著地球上每四種動(dòng)物中，就有一種屬于甲蟲(chóng)。

黃色瓢蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

甲蟲(chóng)之所以能成為進(jìn)化史上的“成功人士”

得益于它們精妙的“裝甲系統(tǒng)”

看似簡(jiǎn)單的鞘翅

實(shí)則是輕便且堅(jiān)固

既能保護(hù)身體又不妨礙運(yùn)動(dòng)的“鎧甲”

一群甲蟲(chóng)坐在樹(shù)樁上（圖源@攝圖網(wǎng)） ▼

甲蟲(chóng)的生存智慧遠(yuǎn)不止于此

它們演化出了

令人眼花繚亂的“奇葩”特化適應(yīng)

粉色的露天幼蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

有些能分泌沸點(diǎn)超過(guò)100℃的化學(xué)武器

有些則發(fā)展出完美的偽裝術(shù)

甲蟲(chóng)樹(shù)皮“偽裝”在灰色樹(shù)皮上（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

更有甚者

學(xué)會(huì)了“裝死”這種有效的逃生策略

沙漠沙丘上的刀片蜣螂（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

這些適應(yīng)性特征使

甲蟲(chóng)幾乎能利用任何生態(tài)位

從專職分解者到頂級(jí)捕食者

從水生到樹(shù)棲

構(gòu)建起一個(gè)

微型而復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)

瓢蟲(chóng)草地植物群生活（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

穿“防彈衣” 鐵定甲蟲(chóng)：悶且強(qiáng)悍的生存智慧

棲息于中美洲的橡樹(shù)林中，鐵定甲蟲(chóng)（Zopherus 屬）的外殼，堪稱昆蟲(chóng)界的“防彈衣”。它們的體壁厚度是普通甲蟲(chóng)的 5 倍，富含幾丁質(zhì)和蛋白質(zhì)復(fù)合物。它的鞘翅承受的最大壓力可達(dá)149牛頓，相當(dāng)于自身體重的3.9 萬(wàn)倍。

鐵定甲蟲(chóng)身長(zhǎng)2到3厘米

生活在北美大陸的西海岸

富含腐殖質(zhì)的叢林深處

它們?cè)谏钟陌档沫h(huán)境中完成著

生死循環(huán)

同時(shí)也為整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)

提供著不可或缺的養(yǎng)分

樹(shù)木樹(shù)皮表面附著的真菌

將菌絲深入到樹(shù)皮下方

鐵定甲蟲(chóng)巢穴構(gòu)筑于此

富含多糖和蛋白質(zhì)的菌絲

就是它們最愛(ài)的食物

鐵定甲蟲(chóng) （攝影@N.P. Lord）（圖源@wikimedia commons ）▼

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中曾用汽車碾壓鐵定甲蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)它們能安然無(wú)恙。若比擬成年人的載重，相當(dāng)于一個(gè)成年人輕松扛起了 40 輛坦克。鐵定甲蟲(chóng)如此強(qiáng)悍，原因在于它有一種特殊結(jié)構(gòu)：鞘翅。與其他甲蟲(chóng)相比，鐵定甲蟲(chóng)鞘翅的蛋白質(zhì)含量高出10%，這些蛋白質(zhì)在幾丁質(zhì)纖維間形成黏合劑，顯著提升韌性。科學(xué)家實(shí)驗(yàn)表明，其鞘翅的斷裂韌性比普通甲蟲(chóng)高3 倍以上。 2021 年《科學(xué)》雜志的一項(xiàng)研究揭示了這種外殼的微觀結(jié)構(gòu)：其背甲由多層纖維狀結(jié)構(gòu)組成，能分散沖擊力，這種膠合板式結(jié)構(gòu)能有效吸收能量，即使在極端壓縮下也不會(huì)突然碎裂。

這種自帶“鐵布衫”甲蟲(chóng)不僅能抵御物理攻擊

還能偽裝成樹(shù)皮的一部分

鐵定甲蟲(chóng)的背甲上有不規(guī)則的凹陷和突起

顏色與橡樹(shù)皮高度一致

當(dāng)它們靜止不動(dòng)時(shí)

很難被鳥(niǎo)類發(fā)現(xiàn)

鐵定甲蟲(chóng)顏色與橡樹(shù)皮高度一致 （攝影@Pavel Kirillov）（圖源@wikimedia commons ）▼

鐵定甲蟲(chóng)沒(méi)有攻擊能力，看起來(lái)比較“悶”，長(zhǎng)得不怎么好看，又不怎么會(huì)飛。它屬于瘤擬步行蟲(chóng)科。更神奇的是，鐵定甲蟲(chóng)有時(shí)都懶得主動(dòng)防御，避險(xiǎn)能力很強(qiáng)，裝死的段位也很“高級(jí)”。

一方面

它們能將頭和足完全縮進(jìn)胸甲下方

形成一個(gè)密封的裝甲盒

讓捕食者無(wú)從下口

另一方面

堅(jiān)硬的交織型支撐

保護(hù)了它的重要器官免受擠壓

而閉鎖型和獨(dú)立型支撐

使得它的外骨骼可以在特定情形下實(shí)現(xiàn)變形

因此它可以輕松擠進(jìn)巖石或樹(shù)皮的縫隙中

鐵定甲蟲(chóng)避險(xiǎn)能力很強(qiáng)，裝死的段位也很“高級(jí)” （攝影desertnaturalist）（圖源@wikimedia commons ）▼

與很多只有數(shù)周壽命的甲蟲(chóng)相比，鐵定甲蟲(chóng)特化的“鐵甲”讓它們獲得了驚人的生命力，壽命可以長(zhǎng)達(dá)7至8年，完全是甲蟲(chóng)進(jìn)化的奇跡。

科學(xué)家們利用鐵定甲蟲(chóng)有韌性、抗沖擊、抗壓能力強(qiáng)的特性，模仿這種甲蟲(chóng)的聯(lián)鎖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)用于航空材料的研發(fā)，制造成金屬?gòu)?fù)合材料接頭，抗壓強(qiáng)度比傳統(tǒng)航空扣件高10%，且重量減輕 20%。基于其可壓縮變形的特性，也有科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)能擠進(jìn)狹小空間的機(jī)器人，用于地震廢墟搜救，這類機(jī)器人在承受50 倍自重壓力后仍能保持功能完整。

模仿鐵定甲蟲(chóng)的聯(lián)鎖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)用于航空材料的研發(fā)，制造成金屬?gòu)?fù)合材料接頭（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

“投擲武器”投彈甲蟲(chóng)：精準(zhǔn)化學(xué)防御術(shù)

在南美洲的熱帶雨林落葉層中

生活著一種體長(zhǎng)僅1厘米左右的

投彈手甲蟲(chóng)（Brachinus 屬）

當(dāng)遇到螞蟻、蜘蛛等天敵時(shí)

它不會(huì)倉(cāng)皇逃竄，而是猛地轉(zhuǎn)身

從腹部末端噴出一股滾燙的刺激性液體

伴隨著 “砰” 的一聲輕響

天敵會(huì)被瞬間擊退

投彈手甲蟲(chóng) （攝影Len Worthington）（圖源@wikimedia commons ）▼

投彈手甲蟲(chóng)也被稱為“放屁蟲(chóng)”，它的身體長(zhǎng)度不足兩厘米，但射程卻能達(dá)到好幾米。它的頭部為黃褐色，中間點(diǎn)綴著黑色縱斑，外貌特征和大多數(shù)小型甲殼蟲(chóng)比較類似，看不出來(lái)有什么特別的。青蛙、螳螂、蟾蜍捕捉它們，一口吞下它們之后，也是自找苦吃。有紀(jì)錄片顯示，螳螂瞬間放開(kāi)它，并失去了攻擊能力；而蟾蜍將之吐出來(lái)，露出了難受的表情。

投彈手甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

這種甲蟲(chóng)廣泛分布于全球溫帶至熱帶地區(qū)，尤其在南美、北美、歐洲、非洲及亞洲的草地、森林邊緣、農(nóng)田或腐殖質(zhì)豐富的土壤中常見(jiàn)。它們通常棲息在潮濕環(huán)境中，如落葉層、腐木下、巖石縫隙或濕潤(rùn)的泥土中，因?yàn)槠溆紫x(chóng)和成蟲(chóng)都需要一定濕度維持生存。

大麥上的投彈手甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

投彈手甲蟲(chóng)自帶的“化學(xué)武器”

可謂是生物界的奇跡

它的腹部有兩個(gè)獨(dú)立的腺體

分別儲(chǔ)存著過(guò)氧化氫和對(duì)苯二酚

當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí)

這兩種物質(zhì)會(huì)被注入一個(gè)反應(yīng)室

在酶的催化下發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)

產(chǎn)生高達(dá)100℃的苯醌蒸汽

并以脈沖形式噴射出去

投彈手甲蟲(chóng)正在噴射苯醌蒸汽（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

更神奇的是

投彈手甲蟲(chóng)能精準(zhǔn)控制噴射方向

甚至可以

向多個(gè)方向連續(xù)“投彈”

這種防御機(jī)制不僅能驅(qū)趕捕食者

還能殺死小型獵物

投彈手甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，投彈手甲蟲(chóng)的噴射頻率可達(dá)每秒500 次，形成的蒸汽云能在瞬間籠罩目標(biāo)。它可以像機(jī)關(guān)槍一樣連續(xù)掃射，不過(guò)“毒氣彈”并不是無(wú)限，在噴射20多次后，將會(huì)用光“炮彈”，差不多需要20多個(gè)小時(shí)才補(bǔ)充完成，在這段時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有了“毒氣彈”防身時(shí)，也是危險(xiǎn)萬(wàn)分。

《自然》雜志2018 年的一項(xiàng)研究指出這種防御策略已經(jīng)演化了超過(guò) 1 億年，是甲蟲(chóng)綱中化學(xué)防御的典范。

古老 “清道夫”埋葬蟲(chóng)：冷酷稱奇的生活哲學(xué)

在歐洲的草原上，一只田鼠的尸體剛倒下不久，就會(huì)吸引來(lái)一對(duì)埋葬蟲(chóng)（Nicrophorus 屬）。這對(duì) “殯葬夫妻” 會(huì)用強(qiáng)壯的前足挖掘尸體下方的土壤，讓尸體逐漸下沉，然后用泥土將其完全掩埋，形成一個(gè)地下 “陵墓”。

埋葬蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

埋葬蟲(chóng)

又稱葬甲、錘甲蟲(chóng)

是鞘翅目中最大的一個(gè)目

屬于埋葬甲科

全球大約有175種

這種甲蟲(chóng)是一種腐肉類昆蟲(chóng)

以動(dòng)物尸體為食

科學(xué)家說(shuō)

埋葬蟲(chóng)已經(jīng)在地球上存在了1.65億年

歲月未曾改變它的面容

“駐顏有術(shù)”的它

有著自己的生活哲學(xué)

埋葬蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

埋葬蟲(chóng)的生活方式和育兒方式同樣令人稱奇。它們會(huì)將尸體的毛發(fā)或羽毛剔除，用消化液將肉分解成糊狀“腐肉漿”，然后在尸體中央打造一個(gè)育兒室。雌蟲(chóng)產(chǎn)卵后，雌雄雙親會(huì)共同守護(hù)幼蟲(chóng)，用嘴將腐肉漿喂給幼蟲(chóng)，直到它們化蛹。

埋葬蟲(chóng)頭頂兩根長(zhǎng)長(zhǎng)的觸角，披著黑色帶花紋的“甲殼”，身長(zhǎng)不過(guò)一毛錢硬幣大小，時(shí)不時(shí)還會(huì)發(fā)布細(xì)微卻很尖銳的鳴叫聲。

埋葬蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

有趣的是，埋葬蟲(chóng)會(huì)在尸體上涂抹抗菌分泌物，抑制真菌和細(xì)菌生長(zhǎng)，確保“食物儲(chǔ)備” 不會(huì)腐敗。

埋葬蟲(chóng)復(fù)眼（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

所以，如果沒(méi)有了埋葬蟲(chóng)，從遠(yuǎn)古到現(xiàn)在，地球上尸體會(huì)堆積如山、惡臭不堪。作為大自然的清道夫，它們吃腐肉的獨(dú)特習(xí)性不僅凈化了環(huán)境，也讓土壤得以改良。一般而言，有葬甲棲息的地區(qū)，植被生態(tài)往往都要好一些。

大自然的清道夫，排泄物中的埋葬蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

《昆蟲(chóng)行為雜志》2020 年的研究顯示，一對(duì)埋葬蟲(chóng)能在24 小時(shí)內(nèi)埋葬相當(dāng)于自身體重 50 倍的動(dòng)物尸體，每年每公頃土地上的埋葬甲可處理數(shù)十公斤的動(dòng)物遺骸，對(duì)維持生態(tài)循環(huán)至關(guān)重要。在此過(guò)程中，它們無(wú)意中阻止了疾病傳播，加速了營(yíng)養(yǎng)循環(huán)。某些種類甚至?xí)置诳咕镔|(zhì)來(lái)保存“食物”，這種行為無(wú)意中為人類提供了研究新型抗生素的線索。

埋葬蟲(chóng)滾球（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

從昆蟲(chóng)法醫(yī)學(xué)的角度而言，它還能夠?qū)ζ瓢赣兄匾饬x的。如果在尸體內(nèi)發(fā)現(xiàn)埋葬蟲(chóng)，基本可以斷定死者大致的死亡時(shí)間。另外，法醫(yī)們還可以根據(jù)幼蟲(chóng)的發(fā)育情況和氣溫、濕度的判斷，建立統(tǒng)計(jì)學(xué)模型，推測(cè)出尸體死亡的具體時(shí)間。

“水上漂” 吉丁蟲(chóng)：輕功絕技特異功能

清晨，晶瑩的露珠從葉片滑落，澳大利亞的溪流邊，有一位身披彩虹色鎧甲的吉丁蟲(chóng)正沐浴著第一縷陽(yáng)光。它的外殼閃爍著金屬般的光澤，仿佛不是昆蟲(chóng)，而是某位精靈工匠精心打造的微型藝術(shù)品。

這種甲蟲(chóng)因?yàn)?strong>顏色絢麗

被稱為“移動(dòng)的寶石”

“彩虹之眼”

在自然界中絕對(duì)獨(dú)一無(wú)二

在顯微鏡下看到

它的甲殼表面呈現(xiàn)出

無(wú)數(shù)個(gè)凹凸不平的奇妙結(jié)構(gòu)

折射出從不同角度來(lái)看

幾乎呈現(xiàn)了所有的色系

十斑吉丁蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

吉丁蟲(chóng)的鞘翅顏色不會(huì)褪色，所以引來(lái)了人類的覬覦。吉丁蟲(chóng)泛著迷人寶石色澤的堅(jiān)硬鞘翅，一直都是珠寶的重要材料，很多歐洲王室珍品里都有它的影子。其鞘翅鮮艷亮麗的顏色，可以作為通訊訊號(hào)同類溝通，吸引異性。

吉丁蟲(chóng)又名“爆皮蟲(chóng)”，約有15000多種，我國(guó)已知450多種，最小的不足1厘米大的超過(guò)8厘米，它們生活在果樹(shù)、櫟樹(shù)、楓樹(shù)、木犀科樹(shù)種上，成蟲(chóng)以咬食葉片為生，以及用嫩枝和樹(shù)皮補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，甚至?xí)斐烧陿?shù)木枯死。

吉丁蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

吉丁蟲(chóng)喜歡陽(yáng)光，它們的飛翔能力極強(qiáng)，既飛得高，且飛得遠(yuǎn)。當(dāng)它被鳥(niǎo)類追逐時(shí)，會(huì)突然墜入水面，卻不會(huì)下沉，而是像水上漂一樣，在水面快速滑行，最終躲進(jìn)石縫逃生。

這種水上漂的特異能力，源于其身體特殊的體表結(jié)構(gòu)：腹部邊緣有一排疏水剛毛，能形成空氣膜，使身體漂浮在水面。同時(shí)，它們的中足和后足演化成了類似船槳的形狀，劃水時(shí)能產(chǎn)生向前的推力，速度可達(dá)每秒0.5 米。

吉丁蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

科學(xué)家通過(guò)高速攝像機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)，吉丁蟲(chóng)在水面滑行時(shí)，身體始終保持水平，通過(guò)調(diào)整足的劃動(dòng)頻率改變方向。《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》論文指出，這種適應(yīng)水生環(huán)境的行為，可能是甲蟲(chóng)為了躲避陸生天敵而演化出來(lái)的獨(dú)特策略。

“健美先生”獨(dú)角仙：威風(fēng)凜凜的彰顯實(shí)力

在一片古老而靜謐的森林里

獨(dú)角仙剛剛從土里鉆出來(lái)

身上還帶著泥土的氣息

它好奇地打量著這個(gè)世界

高大的樹(shù)木遮天蔽日

陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉的縫隙灑下

形成一道道金色的光柱

獨(dú)角仙（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

獨(dú)角仙學(xué)名叫“雙叉犀金龜”，體型較大，體長(zhǎng)為3.5—6厘米（不包括頭部的犄角），身體呈栗褐色至深棕褐色或黑色。其頭部較小，共有10節(jié)觸角。它們有三對(duì)長(zhǎng)足強(qiáng)大而有力，末端具有一對(duì)利爪，還有那身堅(jiān)硬的外殼，仿佛是穿著一副威風(fēng)凜凜的鎧甲。

獨(dú)角仙（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

最引人注目的

雄性獨(dú)角仙頭部的長(zhǎng)角和前胸的短角

如同鋒利的寶劍，又像堅(jiān)韌的長(zhǎng)槍

這是其獨(dú)特的標(biāo)志和特征

這些角并非隨意生長(zhǎng)

不僅堅(jiān)硬，還能靈活發(fā)力

而且遵循嚴(yán)格的數(shù)學(xué)規(guī)律

它們的形狀完美符合對(duì)數(shù)螺旋曲線

這種結(jié)構(gòu)在保證強(qiáng)度的同時(shí)

也實(shí)現(xiàn)了重量最優(yōu)化

某些種類的角甚至占體長(zhǎng)的三分之一

卻不會(huì)影響它們的運(yùn)動(dòng)靈活性

獨(dú)角仙多棲息在低海拔和中海拔的山區(qū)密林，晝伏夜出。白天的時(shí)候，它像一個(gè)安靜的隱士，常常躲在草叢里、樹(shù)洞或者石頭縫中休息。外面的世界雖然精彩，但也隱藏著許多危險(xiǎn)，一些鳥(niǎo)類等天敵也會(huì)對(duì)它構(gòu)成威脅。只有當(dāng)夜幕降臨后森林被黑暗籠罩時(shí)，獨(dú)角仙才從藏身之處爬出來(lái)，慢悠悠地在森林中穿梭。

獨(dú)角仙是名“吃貨”，喜歡用特有的口器，吸食樹(shù)木傷口流出的甜美汁液，或者熟透了掉落在地上的水果。為此，兩只雄性獨(dú)角仙都看上了樹(shù)上的汁液時(shí)，一場(chǎng)激烈的戰(zhàn)斗正式打響。

此圖為死亡以后的獨(dú)角仙褪殼（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

獨(dú)角仙角的存在更凸顯了其“好斗”“強(qiáng)壯” 的形象。在爭(zhēng)奪領(lǐng)地或配偶時(shí)，更是以戰(zhàn)斗來(lái)證明它們的實(shí)力，它們會(huì)用角將對(duì)手托起、掀翻，雄性之間進(jìn)行著力量比拼。這一情形，如同健美選手在賽場(chǎng)上用標(biāo)志性動(dòng)作彰顯實(shí)力的姿態(tài)。

當(dāng)然，它還有一個(gè)重要的使命，那就是繁衍后代。雌性獨(dú)角仙會(huì)在合適的地方產(chǎn)卵，這些卵會(huì)慢慢孵化成幼蟲(chóng)。幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的模樣截然不同，它們白白胖胖的，沒(méi)有成蟲(chóng)那樣威風(fēng)的外殼和角。蛻變的過(guò)程非常漫長(zhǎng)，幼蟲(chóng)要經(jīng)過(guò)多次蛻皮，不斷成長(zhǎng)。當(dāng)幼蟲(chóng)蛹?xì)て屏褧r(shí)，一只嶄新的獨(dú)角仙才算誕生了。它慢慢地展開(kāi)翅膀，等待身體變硬，然后便開(kāi)啟了屬于自己在森林中的生活。

獨(dú)角仙還深受科學(xué)家青睞。研究發(fā)現(xiàn)，獨(dú)角仙擁有堅(jiān)硬的前翅（鞘翅）和可折疊的后翅，而且鞘翅的旋轉(zhuǎn)角度和鎖翼系統(tǒng)，是提高甲蟲(chóng)飛行能力的重要特征，這些引起了他們對(duì)其機(jī)翼折疊機(jī)構(gòu)和飛行運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究興趣。利用這種甲蟲(chóng)的特性，韓國(guó)建國(guó)大學(xué)Phan團(tuán)隊(duì)受其展翅的啟發(fā)，為解決機(jī)翼碰撞問(wèn)題提供了一種有效的方法，研究的可折疊機(jī)翼使得撲翼機(jī)器人實(shí)現(xiàn)機(jī)翼折疊，具有懸停功能，在碰撞后可以安全飛行。

“百變精靈”龜甲蟲(chóng)：“光學(xué)偽裝”傳奇

在自然界的奇妙舞臺(tái)上，龜甲蟲(chóng)以其獨(dú)有的“光學(xué)偽裝” 能力，成為令人驚嘆的神奇存在。龜甲蟲(chóng)屬于鞘翅目葉甲科，全球已知種類達(dá)數(shù)千種，廣泛分布于熱帶與亞熱帶地區(qū)，在我國(guó)南方部分地區(qū)也能覓其蹤跡。

龜甲蟲(chóng)體型小巧，多數(shù)種類體長(zhǎng)介于5 到 10 毫米，模樣憨態(tài)可掬。其身體形狀宛如微型烏龜，背部有著圓潤(rùn)的鞘翅，部分種類的鞘翅邊緣還帶有精致的鋸齒。

龜甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

尤為引人注目的是

龜甲蟲(chóng)擁有近乎透明的甲殼

這并非簡(jiǎn)單的無(wú)色透明

而是蘊(yùn)含著奇妙的光學(xué)奧秘

在陽(yáng)光輕撫下

龜甲蟲(chóng)能神奇的魔術(shù)師般變換色彩

這是因?yàn)槠渫饨琴|(zhì)層下方

藏著獨(dú)特的“秘密武器”

—— 水滴

當(dāng)光線穿透這些微小水滴時(shí)

發(fā)生了復(fù)雜的折射與干涉現(xiàn)象

致使龜甲蟲(chóng)呈現(xiàn)出豐富多彩的色澤

從金色、銀色、橙色到綠色

應(yīng)有盡有

不同種類的龜甲蟲(chóng)變色機(jī)制略有差異，部分龜甲蟲(chóng)的外骨骼由20 到 40 層特殊結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)光線從多層骨骼反射而出時(shí)，展現(xiàn)出常見(jiàn)的金色，此時(shí)多層骨骼內(nèi)有毛孔的部分處于濕潤(rùn)狀態(tài)。而當(dāng)外骨骼干燥，光線無(wú)法均勻反射，原本如金色鏡面般的效果消失，光線以另一種方式反射，其外殼就轉(zhuǎn)變?yōu)榘胪该鳡睿聦拥募t色得以顯現(xiàn)。

龜甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

除了借助水滴和特殊外骨骼結(jié)構(gòu)變色，龜甲蟲(chóng)的鞘翅上布滿納米級(jí)微型突起，這些突起宛如精密排列的棱鏡。當(dāng)龜甲蟲(chóng)察覺(jué)到危險(xiǎn)時(shí)，它會(huì)迅速收縮腹部肌肉，巧妙調(diào)整鞘翅角度。光線穿梭在納米級(jí)突起時(shí)，發(fā)生了干涉與衍射現(xiàn)象，原本的顏色瞬間改變，完美融入周圍環(huán)境。比如，當(dāng)它停歇在綠葉上，原本閃耀的色澤剎那間化作與葉片脈絡(luò)一致的黃綠色，就連爬行軌跡都與葉脈走向重合，讓捕食者難以察覺(jué)。

綠樹(shù)葉上的綠龜甲蟲(chóng)化作與葉片脈絡(luò)一致的黃綠色，爬行軌跡都與葉脈走向重合，讓捕食者難以察覺(jué)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

更神奇的是，龜甲蟲(chóng)的鞘翅還能反射人類肉眼無(wú)法看見(jiàn)的偏振光，這一特性在其生存防御機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。偏振光是一種特殊的光線，其光波在特定平面內(nèi)振動(dòng)，人類的眼睛缺乏對(duì)偏振光的感知能力。

黑龜甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

龜甲蟲(chóng)通過(guò)反射類似的偏振光，巧妙地模擬了有毒昆蟲(chóng)的信號(hào)，讓捕食者誤以為它們同樣具有危險(xiǎn)性，從而放棄捕食行動(dòng)。這好比在捕食者的視覺(jué)“語(yǔ)言體系” 里，龜甲蟲(chóng)用偏振光說(shuō)了一句 “我不好惹”，從而成功地保護(hù)了自己。

這種利用偏振光進(jìn)行偽裝防御的方式，展現(xiàn)了龜甲蟲(chóng)在進(jìn)化過(guò)程中，與捕食者斗智斗勇所發(fā)展出的精妙生存策略。受龜甲蟲(chóng)偏振光反射特性啟發(fā)，科學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出高靈敏度偏振導(dǎo)航傳感器。此類傳感器可用于無(wú)人機(jī)導(dǎo)航、弱光環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

龜甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

龜甲蟲(chóng)的幼蟲(chóng)同樣擁有獨(dú)特的生存策略。它們會(huì)利用自身肛門(mén)分泌出的蠟質(zhì)分泌物，打造出一件特殊的“糖霜外衣”。蠟質(zhì)層的微觀結(jié)構(gòu)為多孔狀，能散射不同波長(zhǎng)的光線，在陽(yáng)光下形成模糊的光斑，使捕食者難以準(zhǔn)確定位幼蟲(chóng)的輪廓。

龜甲蟲(chóng)媽媽產(chǎn)卵時(shí)，也會(huì)在卵上覆蓋糞便，為寶寶提供一層保護(hù)。部分種類的龜甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)，還有攜帶“屎盾牌” 的習(xí)性。它們的肛門(mén)可從身體延伸出來(lái)，將排出的糞便與蛻下的舊皮膚堆積在尾部突出結(jié)構(gòu)上，制成獨(dú)特盾牌。這不僅能讓路過(guò)的捕食者誤認(rèn)其為鳥(niǎo)屎，助其逃過(guò)一劫，還有理論表明，“屎盾牌” 能幫助幼蟲(chóng)減少水分流失。

龜甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

龜甲蟲(chóng)的“光學(xué)偽裝” 能力，是大自然歷經(jīng)漫長(zhǎng)歲月雕琢出的生存絕技。它們可與光線完美共舞的變色機(jī)制，蘊(yùn)含著自然選擇的智慧。研究龜甲蟲(chóng)的光學(xué)偽裝，不僅能讓我們領(lǐng)略生物多樣性的魅力，還能為人類在光學(xué)材料、仿生學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)新的啟發(fā)。

以上這些微型裝甲生物

只是鞘翅目家族中的冰山一角

紅棕櫚犀鳥(niǎo)葉子上甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

從投彈手甲蟲(chóng)的化學(xué)工廠，到埋葬甲的殯葬服務(wù)，從吉丁蟲(chóng)的水上輕功，到鐵甲蟲(chóng)的裝甲防御，它們的每一種生存策略都是億萬(wàn)年演化的結(jié)晶。當(dāng)我們俯身觀察它們時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們身上蘊(yùn)含著無(wú)數(shù)啟發(fā)人類的科技靈感。

植物上甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

更深遠(yuǎn)的是，甲蟲(chóng)世界向我們展示了一種不同于人類的成功生存策略。不是通過(guò)體型和力量統(tǒng)治，而是通過(guò)多樣化和特化來(lái)占領(lǐng)無(wú)數(shù)微小的生態(tài)位。

花瓣上甲蟲(chóng)（圖源@攝圖網(wǎng)）▼

甲蟲(chóng)已經(jīng)在地球上

生存了至少2.7億年

見(jiàn)證了恐龍的興衰

哺乳動(dòng)物的崛起

它們或許也將見(jiàn)證

人類文明的未來(lái)

參考資料：

實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志

昆蟲(chóng)行為學(xué)雜志

科學(xué)大院

中國(guó)科普博覽

sciencenews官網(wǎng)

Nature官網(wǎng)

快懂百科

葬甲蟲(chóng)停滯演化？存在1.65億年仍是原樣，科技日?qǐng)?bào)

石域科學(xué)，科普中國(guó)

胡濟(jì)舟，李文堯.獨(dú)角仙生物學(xué)特性、鞘翅微觀結(jié)構(gòu)及在仿生領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科海故事博覽，2023(02):103-105.

金龜子：自然界的生態(tài)工程師—從生物特性到防治策略，網(wǎng)易新聞

本文創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)| 探客社

撰文| 逸寒 編輯| 探客007

設(shè)計(jì)| 賈恩艷

校審| 西西

封面及首圖底圖來(lái)源@攝圖網(wǎng)

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