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微觀昆蟲世界
水中昆蟲身懷絕技呼吸運動一把罩

文/唐欣潔(臺北市立動物園昆蟲館館長) 圖/達志影像 (2024/2/1)

 雖然大部分昆蟲在陸地和空中活動,但有一些昆蟲則住在水中,例如龍蝨、水螳螂、紅娘華、水蠆(蜻蜓或豆娘的稚蟲)等,都是常見的水生昆蟲。

呼吸經體表氣體交換

 水生昆蟲大部分是肉食性,牠們通常有敏捷的身手或厲害的打獵工具,才能捕捉獵物。水生昆蟲的食物,包括其他的水生昆蟲、魚、蝌蚪等,基本上只要抓得到就會變成牠們的食物。

 那麼水生昆蟲如何在水中呼吸呢?牠們是否要背著氧氣筒,或像浮潛那樣戴著呼吸管才能在水中活動呢?其實,很多水生昆蟲還真有呼吸管或自備氧氣筒,有些較不活潑的水生昆蟲甚至可以長時間待在水裡,不用到水面上換氣呢!

 我們用鼻孔呼吸,空氣經由氣管送至肺,透過肺和心臟的循環系統進行氣體交換;昆蟲沒有鼻子,而是靠體表的氣孔讓空氣進到體內的氣管,這些氣管再分枝為更小的微氣管,分布在昆蟲的體細胞間,氧氣和二氧化碳透過擴散作用進行氣體交換,所以牠們是用全身呼吸。

龍蝨後腳上有整排刷毛,利於游泳。

刷狀腳毛像槳助游泳

 龍蝨是非常活躍的水生甲蟲,牠的後腳有整排的刷狀長毛,功能像槳一樣,讓牠能在水中靈活又快速的游泳。

 龍蝨游泳還會「放屁」。原來,龍蝨的氧氣筒藏在翅鞘和腹部中間,當牠從水面上夾帶空氣後,空氣泡就會藏在這裡,讓牠在水中利用,當氣泡變小時,龍蝨就必須再次浮出水面補充空氣才能下水;多餘的空氣則從腹部後方排出來,變成空氣泡,看起來就像放屁一樣。

紅娘華的前腳像鐮刀般可以捕捉獵物。

前腳如鐮刀捕獲獵物

 水螳螂和紅娘華這類水生椿象,牠們會躲在水草間靜靜的等待獵物經過,再用鐮刀般的前腳快速抓住獵物,雖然也有失手的時候,但是獵物一旦被抓到,逃走的機率就微乎其微了。

 這類昆蟲沒有氧氣筒,但有呼吸管,牠們身體腹部末端有一對長長的尾毛,兩根尾毛併在一起變成呼吸管,可以伸出水面呼吸。因為尾毛的長度有限,所以牠們不會長時間在水中活動,而是停在靠近水面附近的地方,露出一小截呼吸管,這樣就省下游到水面換氣的力氣了。

豆娘水蠆的尾鰓可幫助游泳和呼吸。

用尾鰓和直腸鰓呼吸

 豆娘和蜻蜓的稚蟲水蠆,不用到水面換氣,牠們是用尾鰓和直腸鰓呼吸。豆娘水蠆的腹部末端有兩三片尾鰓,上面有許多氣管分支,尾鰓除了呼吸,還可以控制游動前進的方向;蜻蜓水蠆沒有外露的鰓,牠們體內的直腸上有許多皺褶,上面密布氣管,稱為直腸鰓。水從直腸鰓進入,進行氣體交換後再排出體外,排出水後會產生一股向前的動力,如果遇到危險,蜻蜓水蠆就可像噴射艇般快速逃走。

 在水中生活的昆蟲,成蟲期大部分有翅膀,不必一輩子待在同一個水域,當環境變糟或面臨危險,就可以飛去其他地方;但牠們的幼蟲並沒有翅膀,無法逃走,一旦水域乾涸或被破壞,這些昆蟲就會面臨死亡。所以,一個乾淨和健全生態系的水域,對這些幼蟲的生存是非常重要的。

蜻蜓水蠆沒有外露的鰓,直腸鰓在腹部消化道末端。