金蝉在地下如何感知黑夜,为什么它们到了晚上才爬出来?

金蝉就是我们俗称的“知了猴”,以及“蝉”,它们属于不完全变态昆虫,一生要经历三个阶段:卵,若虫和成虫。其中若虫是生活在土壤之中,成虫是若虫从土壤中爬到树上,经历蜕皮之后成为会飞的“蝉”。

一般情况下,若虫只会在晚上爬出土壤,但是问题来了,若虫生活在土壤中,它们怎么知道外面是白天了呢?

金蝉

金蝉虽然看起来很常见,但这种昆虫可是有非常多的天敌。金蝉行动笨拙,但含有大量的蛋白质,是鸟儿们的最爱。为了躲避鸟儿的追击,它们一般会选择夜晚钻出土壤,此时鸟儿一般都在休息,所以这时蜕化比较安全。

之所以身在土壤之中的它们能够分清黑夜与白天,其实背后有一套很残酷的生存法则。金蝉在演化过程中,凡是在白天钻出土壤的,有非常大的几率被鸟儿捕食。

这是因为金蝉在蜕化时,几乎会一动不动地在同一个地方保持半小时之久。如果此时有鸟儿们路过,那么鸟儿不用费吹灰之力就能够捕获它们。也就是说,在白天钻出土壤的金蝉被捕食概率多,所以能够留下的后代也较少,而它们的这种基因能够被继续保存的概率就变得非常小。

和在白天钻出土壤的金蝉不同的是,有一小部分演化出了能够感知白天和黑夜的能力,并选择在黑夜钻出地面,此时大多数鸟儿都已经睡着,所以金蝉能够成功蜕化,并能够繁殖出后代。

除了天敌之外,温度也能影响金蝉。金蝉在蜕化的过程中时,身体比较虚弱,此时身体没有保护壳可以减少水分的蒸发。如果金蝉在白天蜕化,那么夏天强烈的阳光会使得它们身体缩水严重,只有在晚上钻出土壤,才比较安全。在生存选择之下,能够感知黑夜能力的金蝉更具有生存优势。

金蝉感知黑夜的能力

金蝉会将卵产在树枝上,在风吹雨打之下,幼蝉会从树上掉落到地上,然后钻入土壤中。最开始金蝉的眼睛没有视觉,它们会在土壤之中为自己营造一个“小房子”。等到第二次蜕皮之后会离开原来的地方,当它们寻找到较为粗壮的根系时,会在这里定居,并再次修建一个小房子。

金蝉大部分时间生活在土壤之中,依靠土壤中的植物树根的汁液存活。而且土壤中含有一部分气体,能够支撑它们的生命活动。

它们在土壤之中一共会蜕皮4次,此时它们的眼睛也有了视觉,房子的位置也比较靠近地面。在它们即将要钻出土壤的时候,它们一般会用前足在自己的“房子”上面开一个“天窗”,让阳光照射到房子中,此时它们就可以感知黑夜与白天。

除了光线之外,雨水也能影响金蝉钻出的时间。如果当天下一场大雨,那么大雨之后金蝉也会争相爬出。之所以会如此,是因为金蝉虽然生活在土壤中,但也需要空气,大雨会使得土壤含水量上升,空气变得较少,会让金蝉感到“窒息”,所以金蝉会抓紧时间钻出地面。

虽然白天也有雨水,但是下雨的日子里空气含水量较高,此时金蝉蜕皮也不会让自己身体损失太多水分,比较安全。不过如果土壤中含水量过高,那么金蝉也不会因此而死亡,它们会通过假死状态来躲避洪涝灾害的侵袭。

金蝉的生活习性

金蝉虽然是昆虫,但它们的生存方式却蕴含着大智慧。研究金蝉的人们发现,不同的金蝉品种蛰居在地下的时间也不同,相同的是它们都是以质数年份钻出,比如:1年,3年,5年,11年,13年或者17年等。

之所以选择质数年份出生,是为了要躲避天敌。金蝉行动笨拙,蛋白质含量较高,是许多天敌的食物。金蝉的举动有多笨拙呢,在一些地方,鸟类都不用捕食金蝉,只要站在树枝上,就有金蝉会飞到这里。还有一些鱼类会在水面以下等着金蝉失足落入水中,然后吞掉它们。

为了躲避天敌,也为了能够尽可能地延续种群,所以金蝉选择了以质数年份,这是因为质数是除了1和它本身之外,不再有其他因数的自然数。

总结

在很多地方,金蝉都是一道美味佳肴,这也使得很多地方会过度捕抓这些昆虫,也有一些地方的人会专门养殖金蝉。虽然人类每年会消耗掉许多金蝉,但金蝉凭借着分布范围广,种类多,数量多而没有像其他生物一样存在濒危风险,目前它们的数量比较稳定。