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昆虫的足端不止一对爪:中垫、爪垫与爪间突怎么认

一只蝇停在倒置的杯壁上,六足摊开,走两步又停。它的跗节末端没有蹄,只有一对细爪和两片薄膜。同样停在玻璃上,蝗虫用爪尖,蝇用膜,留下的痕迹也不一样。认足端,先要认出这几件常被忽略的小器,再看它们各自的有无与对数。

一对侧爪是所有昆虫的通行配置

昆虫跗节末端通常有一对侧爪,弯曲成钩,爪尖朝下,抓粗糙面时钩住纤维或砂粒。爪的腹面常有齿或栉状小刺,数目与排列因类群而异。甲虫的爪多为光滑的弯钩,缺齿,靠钩住树皮的裂纹;步甲在砂地上行走时,爪尖几乎垂直插进颗粒之间。

爪只对能被钩住的东西有效。玻璃上爪尖无处着力,这时起作用的是爪之间的软结构。看一枚足端,先找爪,再看爪之间有没有东西,顺序反过来容易把膜当成爪的一部分。爪的对数是 1 对,别与跗节的分节数混为一谈,两者常被初学者写反。

爪之间的三件小器,按位置与对数分开

两爪正中的单片软垫叫中垫,蝗虫、蜂与蚁都有,垫面有细毛,能分泌薄薄一层脂质。中垫只有 1 片,位于两爪正中,压下去贴住平面,抬起时靠弹性回位。形状有三角形与圆形,边缘常带一圈缘毛,缘毛能把垫面与叶面之间的空气排掉。

位于两爪下方、成对出现的是爪垫,蝇与蝽常见,每足 2 片。两爪之间另有一根刚毛状或叶状的突起,叫爪间突,双翅目与部分甲虫有。三件器可以同时存在,也可以只剩一件,数对数比看形状可靠,尤其在标本已经变形的时候。

蝇靠分泌物,蝗虫靠薄膜,附着走两条路

蝇的爪垫上有腺体开口,行走时留下一串极小的液滴,靠液体的毛细力与表面张力附着。液滴在玻璃上留下隐约的足迹,用侧光才能看见。这也是蝇能倒行的原因,此时爪钩完全不起作用,全靠这层膜撑着。

蝗虫的中垫薄而干,靠增大接触面积与微弱的分子间作用力。附着不如蝇牢,但在灰尘多的叶面上更耐用,因为不依赖液膜。本文判断:湿润环境里膜式附着占优,干燥多尘的叶面则相反,两者的分布能对上,观察时可由基质反推它用哪一套。

爪的形状与齿数,对应它常站的地方

生活在毛发或羽毛间的种类,爪细长而弯,闭合时能并成一把钳;生活在光滑叶面的种类,爪短,爪垫发达。爪的齿多而密,多见于在树皮缝隙活动的类群,齿能把身体卡在缝里,不易被拂落,抓握力比光滑的爪大出数倍。

水生甲虫的爪常退化,足缘换成一行游泳毛;雄性的前足爪有时扩大成吸盘状,交配时用来抱住雌体。同一个目里,爪的形状能差出数倍。本文判断:爪的形态只能作到科或属的辅助,不能单凭它定目,只能作为检索表里的一步。

关键数据

下列数值取自常见类群,用于对照尺度,不作定种依据。长度量的是爪的基部到尖端,齿数只算爪腹面明显突起,微小齿不计。不同作者对爪垫与中垫的译名不统一,看位置比看名称稳妥,写记录时把位置一并注明。

  • 跗节末端通常有 1 对侧爪,爪尖向下弯曲
  • 中垫 1 片,位于两爪正中,蝗虫、蜂、蚁具之
  • 爪垫 2 片,位于爪下,蝇与蝽常见
  • 爪间突 1 枚,可为刚毛状或叶状
  • 常见种类的爪长 0.3–1 毫米,爪齿 0–5 枚
  • 甲虫跗节多为 5 节,末端 2 爪,多无中垫

污物、磨损与干制标本会让这三件器认不出来

标本干制后中垫收缩贴在爪间,爪垫黏成一团,形状全失。酒精浸泡使软垫脱水变硬,透明的膜变成一层白霜。要看这三件器,最好用新采的活体或液浸不久的标本,干制材料只能看爪,膜与垫一律不可信。

磨损也改变判断:老熟个体的爪垫常被磨去一半,看上去像天生没有;沾满花粉的足端,中垫被盖住。本文判断:先在清水里轻刷足端,再在 20 倍放大镜下看,仍分不清就只记爪的对数,不强行归位,留待下次采到活体再补。

参考文献

  • Snodgrass R E. Principles of Insect Morphology. McGraw-Hill, 1935. —— 跗节与爪间结构。
  • Chapman R F. The Insects: Structure and Function. Cambridge University Press, 2012.
  • 彩万志, 花保祯, 庞雄飞 等.《普通昆虫学》(第二版). 中国农业大学出版社, 2011.
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文章名称:昆虫的足端不止一对爪:中垫、爪垫与爪间突怎么认
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