【极地动物科普】七年的等待,终将破茧成“蝶”——北极灯蛾

发布者:科研处-张懿发布时间:2023-03-03浏览次数:616

作为一种生活在生命可能性边缘地区的小飞蛾,北极灯蛾通过独特的防冻结机制,过着如同按下暂停键般的生活,短短的一生中需要大约七年的时间来汲取养分、储存能量,最终化蛹为成虫。

下面,让我们一起走进北极,来了解低温世界下的生命奇迹吧!


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我穿着一身毛衣哦


~科普时间到~


北极灯蛾是一种生活在冰天雪地里的小型陆生无脊椎动物,它们通常面临着一个问题:因为气候寒冷而无法活动,需要周边环境达到足够温暖(15°C-30°C)才能使其体内的细胞能够进行代谢等化学反应。但神奇的是它们不仅生存下来还能一代又一代繁衍,这得益于它独特的防冷冻机制,就像蛇在冬天就开始冬眠一样,北极灯蛾一生中大部分时间都是在极寒环境中度过的,只有在北极短暂的夏天才会感受到温暖。
通常情况下,在它的生命周期内将经历七次冰冻和解冻的循环,在反复解冻中不断进食,积累足够的能量,最终破茧成“蝶”。在以前,人们普遍认为这个过程需要14年的时间,但一篇发表于《加拿大动物学杂志》的文章《高北极蛾生活史的修订》证实:北极灯蛾成虫的生命周期为7年,而不是14年。但值得注意的是,受气候变化的影响,7年的生命周期似乎不是绝对的参考时间。

一、体型:

北极灯蛾属于中型蛾类,粗壮多毛,是一种看起来很不起眼的褐色小蛾。

二、繁殖季节:

通常在春末夏初的温暖日子里。北极灯蛾的毛毛虫时期才具有抗冻机制,一旦破蛹就必须在两周内寻找配偶进行交配、产卵,之后死亡。而产下的卵也必须很快孵化,这样耐寒的毛毛虫就可以越冬了。

三、分布范围:

分布于泛北极高寒地区。在北美的东部和南部,以及穿越北极和亚北极西部到阿拉斯加南部,落基山脉,阿尔伯塔省,北美卡里布山,马蹄湖都有其活动的迹象。


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北极灯蛾的分布情况(图中小蓝点)

四、食物来源:
北极灯蛾是食草动物,喜欢的植物种类繁多,这也可能是由于它们的寿命较短,为不浪费光阴去寻找植物,它们从卵中孵化出来时,通常会先吃距离最近的植物。在它们开始形成单宁(tannin)之前,它们更喜欢营养丰富、易于咀嚼的幼叶。灯蛾成虫的饮食喜好与许多蛾类完全不同。
北极灯蛾可耐受-70℃的极地低温,在它身上存在的生命奇迹,令人震撼不已。通常,昆虫的寿命只有几个月,而北极灯蛾却凭着其强大的耐寒能力成了昆虫界的“千年老妖”。其中存在哪些秘密呢?下面我们就来了解一下它的生存适应条件吧。

五、北极灯蛾生存的适应条件

(一)晒太阳取暖(行为学角度分析)。北极灯蛾喜欢在岩石缝中晒太阳。相比于周围的土壤或植被,岩石能更快、更有效地吸收太阳光升温,因此岩石是极好的取暖平台,帮助灯蛾“起死回生”,变得活跃起来。在毛毛虫时期,它们会花费60%的时间去晒太阳,使它们达到可以进食和生长发育的温度,这种行为通常发生在一天当中的中午,此时毛虫的体温可达30°C,如果附近有雪或冰可以反射更多的阳光时,毛虫可以达到高于周边环境20°C的体温。它们通常在进食后晒太阳,然后再进食或移动到新的地点,这种生活方式听起来十分逍遥又快活。


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晒太阳咯


(二)一生中大部分时间都是在冬眠中度过的(行为学角度分析)。北极灯蛾一生中大约90%的时间都藏匿在岩石缝中,岩石就像是庇护所,使它们免受寄生虫的侵害。实际上在冬眠的大部分时间里,灯蛾都是冰冻的。被寒冷的岩石包围意味着它们的体温比周围的土壤更恒定,因此它们不会受到解冻及冻结循环的潜在有害影响。在春季,岩石也能比植被更好地吸收热量,从而加速雪的融化,环境温度的升高有助于缩短北极灯蛾破茧的进程。
(三)具有能够保存热量的毛发或刚毛(解剖学角度分析)。灯蛾名称的来源也是它适应恶劣环境的一种反映。灯蛾的毛发有助于保持热量,从而使其在毛毛虫时期保持更长时间的活动状态,同时也使其代谢过程(如消化)更有效地进行。
(四)在血液和身体组织中产生低温保护剂(生理学角度分析)。这种能力是低温适应机制的重要组成部分,这使得灯蛾即使在零下70°C也能通过心脏暂停全身冻结的方式存活下来,这也是历来被人类惊叹的能力。灯蛾为御寒产生了许多不同的化学物质,如甘油等,这些化学物质由灯蛾细胞中的线粒体分解而成,待第二年在毛毛虫时期再次复活时,这些化学物质会再次合成。

科普注释:
单宁(tannin),又称鞣酸类物质,是具有鞣皮性的植物成分,结构复杂,鞣皮作用的主体是多价酚。一般具有涩味,可使蛋白质、生物碱沉淀。是一种化学物质,同时,也可以代表一种布料。亦是植物细胞中的后含物。单宁是一种酸性物质,主要源于葡萄皮和葡萄籽。红葡萄酒是要保留葡萄皮发酵的,在发酵过程中,酒液还会从橡木中汲取一定的单宁物质。在葡萄酒行业里管它和色素一起叫多酚物质。其含量和质量是评价红酒质量的重要因素之一。


译者:20级管理学院 蔡莹莹    科研处林丹

     原文链接:https://www.coolantarctica.com/Antarctica%20fact%20file/wildlife/Arctic_animals/arctic_woolly_bear_moth.php