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知了知多少?|小问题有大科学

 欢丸妈妈陈霜 2020-09-10

每天,你的脑子里可能都会冒出很多问题……

你知道吗,

这些小小的问题里也许藏着大大的科学道理。

小问题有大科学,

我是乱老师,

欢迎你来和我一起寻找这些问题的答案。

今天我们来说说

《知了知多少?》

今天的这期节目,是由我和一位或者说是一群特别的嘉宾在树林里为你录制的。你可能已经听出来了,那就是正在叫个不停的知了,也就是蝉。

知了的鸣叫可以说是夏天的标志,每到炎炎夏日,它就一天到晚在树上叫个不停,很多人觉得很吵闹很烦人,我倒是觉得挺亲切,每次听到蝉鸣,我就会想起小时候和小伙伴们在蝉鸣声的陪伴中度过的愉快假期。其实不仅是你我,蝉鸣也陪伴和影响了很多古代文人,在他们的诗句里都有蝉的影子。

比如宋代词人辛弃疾的“明月别枝惊鹊,清风半夜鸣蝉”,唐代李商隐的“ 万树鸣蝉隔岸虹,乐游原上有西风”,清代诗人袁枚在他的一首小诗《所见》里还非常形象的描写了当时的一位小朋友暑假生活,“ 牧童骑黄牛,歌声振林樾。意欲捕鸣蝉,忽然闭口立。”有关这些诗词的详细讲解,都可以在欢丸妈妈的《小学必背古诗词80首》和《古诗365》两个节目中找到,有兴趣的话,你可以找来听听。

作为整个夏天的背景乐,知了不知疲倦的在枝头叫啊叫,它们究竟为什么鸣叫,它们的生活又有哪些不为人知的秘密呢?我们今天就来了解一下它的隐秘而传奇的一生。

蝉的种类和特征

首先我们先来看看知了(也就是蝉)的身份证。蝉属于节肢动物门昆虫纲、半翅目、蝉科,通常有四五厘米长,最大的帝王蝉,翅膀展开可大20厘米。蝉的种类有很多,各种形状和颜色都有,但是它们的共同特点是两个复眼中间都有三个单眼,两个翅膀上简单地分布着起支撑作用的细管,这表明它们是一种比较古老的动物。

蝉为什么鸣叫?

蝉和蚊子一样都采用刺吸式的进食方式,就是用一根像针一样的口器刺破植物的外皮来吸食植物内部的汁液。你别以为它们吃东西的时候就会安静下来,进食丝毫不会影响它们鸣叫。因为它们的发声器官不在嘴部,而是在翅膀下面的腹基部,它像蒙上一层鼓膜的大鼓,鼓膜受到振动而发出声音。由于蝉的鸣肌每秒能伸缩约1万次,盖板和鼓膜之间是空的,能起到共鸣的作用,所以,蝉的鸣叫特别响亮,是昆虫中最大的。

这种结构只有雄蝉才有,所以只有雄蝉才会鸣叫,雌蝉是不会叫的。那雄蝉每天唱个不停究竟是为了什么呢?其实你现在听到的这些蝉鸣声,都是雄蝉对雌蝉说的情话,是它们在求偶,引诱雌蝉前来交配。和大多数昆虫类似,交配完成之后,雄蝉完成了自己的使命,就会死去,雌蝉在树干顺利完成产卵之后,也会死去。这个过程大概只有几周甚至几天的时间,所以给人的感觉蝉的一生非常短暂。

蝉的形态变化

其实不然,不同种类的蝉寿命一般为3-5年,甚至有一种生活在北美洲的蝉,寿命长达17年,被称为“十七年蝉”,这在昆虫界绝对属于老寿星了。只是蝉并不是从出生到死亡这么多年一直生活在树上,叫个不停的,禅是一种神秘的昆虫,它的一生基本上都是在不见天日的地下度过的。现在你听到的不停鸣叫的蝉,只是它的成虫形态。

蝉的一生需要经历卵、幼虫、成虫三个阶段,这在生物学上叫做“不完全变态”(这里的“变态”是形态改变的意思),而像蝴蝶则需要经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段,叫做“完全变态”。蝉的卵在树干上孵化出来之后,幼虫就会爬到地面,钻入泥土之中,这一待就是好几年。这几年之中它们在黑暗的地下吸食植物根部的汁液,每隔一段时间就会经历一次蜕皮。大约四次蜕皮之后,这种地下生活就结束了,它们将会爬出地面,开始最为重要的一次蜕变。和之前不同,这次它们会在黄昏时分夜晚降临之际,悄悄爬上树枝,找一个安全的地方,然后抓紧树皮,开始蜕皮羽化。这时的蝉是最为脆弱的时候,很容易受到天敌的攻击,就算没有遇到天敌,即便是蜕变时受到骚扰,它翅膀也将不能正常地发育生长,会导致它一生都不能飞起来。

经过大约一个小时地努力,幸运者钻出旧的躯壳,留下蝉蜕,抖抖翅膀,终于可以自由地飞上枝头尽情歌唱了。

好了,这就是知了和我共同为你讲述的它们的传奇一生,祝你在蝉鸣的陪伴下度过一个愉快的暑假。

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