昆蟲水下呼吸法：八仙過海，各顯神通！

（作者：黃千帆，昆蟲科普作者，原創作品，轉載請註明出自知識就是力量微信公眾號）

地球上的昆蟲，都是大自然的傑作，它們本領不一，但是不論是什麼昆蟲，都需要呼吸空氣。陸地上的昆蟲，呼吸空氣並沒有什麼難度。在換氣運動的作用下，空氣由氣門（相當於人類的「鼻孔」）進入昆蟲的氣管系統，再進入微氣管，再由微氣管輸送新鮮空氣到身體的各個組織。但是，有些昆蟲幼年時生活在水中，有的終生不離水，它們就進化出了五花八門的水下呼吸法，各顯神通。

（昆蟲的換氣運動）

保命的呼吸管

你知道蚊子的幼蟲叫什麼嗎？小蚊子，當然不是！叫孑孓。夏天，我們能在水邊，尤其是死水潭中，看見孑孓亂竄。其實，蚊子的幼蟲時間非常短暫，只有十幾天。這短短的十幾天內，它們是如何在水下呼吸的呢？原來，維持它正常呼吸的法寶是尾部末端生成的呼吸管。孑孓倒立在水面下，將呼吸管伸到水面處，直接呼吸空氣。如果在水面上滴上油，油滴一旦粘在呼吸管的細毛上，就可以讓孑孓無法打開呼吸管，造成其窒息。

（蠍蝽可以倒立水中，吸取空氣）

還有一種叫蠍蝽的昆蟲（也叫水螳螂），它的呼吸方式和孑孓如出一轍，蠍蝽的腹部末端有兩根細長的呼吸管，攀附在水生植物上，呼吸的時候倒掛於水面下，呼吸空氣。

盜吸空氣的小偷

有些昆蟲的幼蟲和蛹生活在極度缺氧的水底淤泥里，為了生存，它們的氣門進化成了尖刺狀。尖刺的作用，就是刺破水生植物的根或莖，從而吸收植物體內攜帶的氧氣。比如稻水象甲，這是一種外來入侵物種，原產於美國和古巴，它主要禍害的對象是水稻。

（稻水象甲幼蟲跟水稻搶空氣）

稻水象甲幼蟲腹部末端延伸所形成的刺可以刺破水稻的根莖，跟水稻搶空氣，它的成蟲以後還能蠶食水稻葉片，對農業生產造成危害。

帶著氣泡去游泳

水生昆蟲的本領，不僅僅在於可以吸取植物體內的空氣。昆蟲身上的拒水毛可以用來儲存氣泡，所以它們還能帶著氣泡在水中呼吸。

池塘中的龍虱是常見的昆蟲，在它的鞘翅下，就貯存著空氣。龍虱通過腹部氣門呼吸著氣泡中的空氣。每當氣泡中的氧氣消耗到一定程度的時候，龍虱就會游到水面，用腹部末端打破水膜，更換新鮮空氣。

（龍虱會更換新鮮空氣）

不過，有些水生昆蟲也可以不到水面上換氣，而是通過收集水生植物散發出來的氣泡來更換補充氧氣。

我有鰓，但我不是魚

還有一些昆蟲（如蜉蝣、蜻蜓和石蠶蛾的幼蟲），它們是靠氣管鰓在水中呼吸的。氣管鰓是一種中空、壁薄的絲狀或片狀結構。這種結構可以分布在水生昆蟲的頭、胸、腹的任何部位。有的昆蟲幼蟲的身上分布的氣管鰓多達500多個。在水中，長有氣管鰓的昆蟲會擺動鰓瓣，讓水流動並吸取水中的氧氣。在缺氧的水裡，鰓瓣的擺動頻率會加快。

（蜻蜓幼蟲也有腮呢）

蜻蜓幼蟲的氣管鰓分布在體內的直腸處，通過收縮腹部，讓水進入體內，氣管鰓就可以吸收水中的氧氣了。為了保證充足的氧氣供應，蜻蜓幼蟲每次收腹，都會讓85%的水分得到更新。每次更新的過程，又是清洗直腸內的鰓的過程，這有利於蜻蜓保持鰓的清潔，便於氧氣的吸收。

所有水生昆蟲共同具備的一項技能——用體壁進行呼吸。用體壁呼吸時，昆蟲能通過體壁，將水中的氧氣直接與昆蟲體內進行氣體交換，這種氣體交換包括了氧氣的吸收和二氧化碳的排出。

冬季時，昆蟲活動較少，新陳代謝水平低，只要用體壁呼吸就可以維持生命。夏天到了，昆蟲的生命活動比較活躍，就需要採取體壁呼吸與諸如氣管鰓之類的其他呼吸方式並用的舉措。

編輯：劉偉瓊

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