人类如此强大，为什么不能完全灭绝虫子？

图片：Ordigital / CC0

中国科普博览，我们科学家有话说

跟虫子一比，人类壮大？瑟瑟颤栗~

《三体》里面有这样一段描述：

“看看吧，这就是虫子，它们的手艺与我们的差距，弘远于我们与三体文明的差距。人类竭尽全力覆灭它们，用尽各类毒剂，用飞机喷撒，引进和培育它们的天敌，搜寻并毁失落它们的卵，用基因因革新使它们绝育；用火烧它们，用水淹它们，每个家庭都有对于它们的灭害灵，每个办公桌下都有像苍蝇拍这种击杀它们的兵器……这场漫长的战争陪伴着整小我类文明，此刻仍然输赢不决，虫子并没有被灭尽，它们照样傲行于六合之间，它们的数目也并不比人类呈现前少。把人类看做虫子的三体人似乎健忘了一个事实：虫子从来就没有被真正战胜过。”

读到这里，是不是有点细思极恐。

为什么人类无法覆灭所有的虫子？这里不会商对生态的影响等问题，只说操作难度，那就是因为很难啊！

我们所常见的“虫子”绝大大都都是“虫豸”，在生物学分类上，它们属于节肢动物门六足亚门虫豸纲。

这无非是一个出生率弘远于灭亡率的问题，确实，亿万年的进化让虫豸在这两方面表示的都很优异，下面我们一个一个说。

原因一：虫子们逆天的生育率

起首让我们看一下虫豸的大致外形，虫豸具有动物界最进步前辈的“头、胸、腹”三节分节体例。之所以说它最进步前辈，是因为这种分节体例对机体的调控最为有用、机体分工最为明白，请看下图。

此中，头节负责感官与摄食；胸节负责活动和支撑；而最大的——几乎占有蜻蜓 4/5 的后部——都是腹节。这么一大坨腹节既不消来窥伺敌情，也不是作战单元，搞这么长干嘛呢？本来，腹节的使命是生殖与分泌，虫豸为了生殖繁衍，真的是不吝一切价格，天天要背着这么大一桶“弹药库”飞翔奔波呢！

直接上数据吧，经我国粹者统计，我国常见的 1380 种虫豸中有约 70%单次产卵量在 50 粒以上，别的，在“巨能生”的脉翅目虫豸中有约 66.6%的种类单次产卵量在 800 粒以上。需要注重的是，以上数据仅统计了一对虫豸单次产卵的产卵量，若碰到苍蝇等单次受精后终身可产卵的反常物种，其总滋生量半斤八两惊人。

看到这些数字你是不是又惊恐万分，按照这个速度，似乎不需要几年时候，这宿世界就应该被虫子本家儿宰了。其实远远没有这么简单，虫子所处的宿世界可不是人类文明的温柔乡，那边是弱肉强食的疆场，处处危机四伏，一不留心就可能当作为别生齿中的猎物；若是投胎欠好接近人类的居平易近区，极有可能死于杀虫剂之手；即使上辈子修了“阴德”不被外敌覆灭，本身不尽力觅食也会活活饿死。

所以，虫豸一方面拥有逆天的生育率，另一方面又不克不及让本身的 DNA 光当作为别人的食物，在降低灭亡率方面，虫豸也是做足了功夫。

原因二：虫子们降低灭亡率的七种逃生兵器

①袖珍的体型

我们在糊口中见到的虫子大大都都是上图这种体型的（大的也根基没有跨越 40cm 的），小当然有小的益处。

体型小的物种维持生命需要摄入的食物量少，大型动物所需的食物量多。所以体型小的益处就在于削减了维持生命所需的食物量，因而在对大型动物而言食物重度欠缺的环境下，虫豸依然可以过着衣食无忧的糊口。

良多人最怕的莫过于那打不死的“小强”。其实，甲由那“打不死”绝非浪得虚名，堪称生命力最固执的动物之一，在完全“绝食”的环境下，甲由可以存活一个月；若是还不甘愿宁可，把它的水源也断失落，它仍可以存活三周；甚至有人做过尝试，将甲由的脑壳搬场，它还可以糊口 9 天以上。的确让人难以置信。

甲由这种高效的保存效率，“袖珍化”当然是主要原因之一。

其实，在汗青上虫豸也曾经“大”过。距今 3.55 亿~2.9 亿年前的石炭纪又称“巨虫时代”，那时空气中的氧气含量很高，足够撑持巨型生物的呼吸发展和代谢，好比那时曾呈现过人头一般巨细的巨蜘蛛，3 米多长的巨型马陆，以及翼展达到 1 米的巨蜻蜓，想想就很刺激哦！后出处于空气中的氧气浓度下降，支撑不了这些巨型虫豸，这些气象只能呈现在科幻片子里了。

②怪异的反常发育（此反常非彼反常）

和其他生物比拟，虫豸最特别的一点在于它的“反常”发育。吐丝结茧，化蛹为蝶，破茧而出，这是生命的古迹。除了部门两栖动物（蝌蚪和青蛙）以外，没有任何动物有这种现象。

那么，这种现象事实是掉队的“陋习”仍是逆天的“神器”呢？那我们就来看看“反常发育”的益处。

起首，幼虫和当作虫各自方针明白，幼虫的形态、布局决议了它的本家儿要使命是堆集能量。而当作虫本家儿要负责繁衍生息。幼虫当作虫各司其职，幼虫无需为繁衍、飞翔而忧?，当作虫更不消因为当作长、发育而劳形。这样，两个阶段都没有不需要的能量损耗，无疑效率更高。要知道，在漫长的年月里，有康年也有歉岁，歉岁堪称种族的“大过滤器”，高效率就是最好的渡过“大过滤器”的手段。

别的，也正因如斯，当作虫和幼虫在食性、栖境和糊口习性等方面都有分歧，大人和小孩不会抢饭吃，在很大水平上避免了同种虫豸对食物资本及勾当空间等方面的竞争。

③庇护机制——飞翔能力

除了袖珍化和反常发育，就要说到虫豸“能飞”了！

细心想想，除了鸟类，还有哪一类动物能飞？要知道，鸟类在恐龙之后才呈现，而虫豸呈现在恐龙之前，最早的虫豸距今约 4.8 亿年，这比早已消逝的鼻祖鸟还早了 3 亿多年呢！

大师都知道，最早的动物呈现在海洋里，大约 5 亿年前，一些节肢动物率先登岸。在极短的时候里（地质年月标准），一部门节肢动物进化出了同党，于是一步登天，占有了天空这块生物圈的“童贞地”。它们再也不消和地面上的敌手一较长短，打不赢你我就飞走好了。在很长一段时候里虫豸独霸天空，直到鸟类的呈现。

虫豸没有鸟类那么健旺的胸大肌和有助飞翔滑翔的羽毛，本家儿要靠振翅频率和超大的同党面积取胜。蜜蜂每秒振翅约 300 次，而苍蝇每秒钟大约 200 次，蚊子更是达到了 600 次，都在人耳音频规模之内，是以，我们老是可以听到那些虫子飞翔时的嗡嗡声。

我们熟知的蜻蜓、蝴蝶都有很典型的大同党，对我们来说已是司空见惯了。然而你知道吗？蜻蜓其实拥有 2 对同党，是虫豸中的双翼机！

瓢虫也有两对同党，但此中一对同党鞘质化，笼盖在用于飞翔的膜翅外并包裹身体，供给了杰出的庇护感化，但也降低了它的飞翔本事。

我们最熟悉也最悔恨的蚊子只有一对同党，后翅已经特化形当作均衡棒包管身体均衡。其实蚊子的身体却是不重，振翅速度也不慢，但因为一对同党的力量太小，蚊子固然能飞得很快，可是每飞一段时候就要找处所“歇歇同党”。

④“打不死”的法门 - 骨骼布局

虫豸除了能飞能逃跑，还有必然的抗冲击能力，原因就是它的外骨骼。

虫豸外骨骼的本家儿要构成当作分为几丁质，也叫甲壳素，这是一种多糖类化合物，其他节肢动物（如虾、蟹）体表坚硬的外壳也由其构成。在这之前只有贝类、蜗牛等软体动物有石灰质的“壳”这种庇护机制，但碳酸钙究竟结果太硬了，这种材质的贝壳、蜗壳恰好限制了它们的步履能力，让它们轻易当作为别人的美餐。而虫豸和其他节肢动物从 5 亿年前就穿戴上了这种几丁质的轻型装甲，既起到庇护感化，也不影响飞檐走壁。

当然，外骨骼的功能不止供给庇护这一点，还可以防止体内水分蒸发及与内壁所附着的肌肉配合完当作各类活动。

不外，尽管外骨骼的功能良多，对虫子的庇护结果也很好，但它也有一个很大的缺陷：外骨骼形当作之后将不再跟着躯体的发展而发展。是以包罗虫豸在内的节肢动物在发展到必然阶段时必需进行蜕壳，将原本的庇护结果较好的外骨骼蜕下（蝉成仙后所蜕下的外骨骼即称为“蝉蜕”），身体在一段时候内仅依靠较薄、较软的幼嫩的外骨骼糊口，这是一段庇护能力削弱的空档期。碰着天敌，就是喊“中场歇息”也没用啊。

⑤链状神经系统

你可能觉得虫豸是无脑的，只会保存觅食和繁衍吧？大错特错！

上面的鳌虾纵剖面图所示，鳌虾与虫豸同属于节肢动物门，它们的神经系统类型是一致的，即链状神经系统。上图中，黑线即为腹神经索，每一个膨大为一个神经节（由大量神经细胞组成），在它顶端（即头部）有一个“庞大”的膨大称为“脑”神经节。每一个神经节标的目的身体各部门发出神经纤维和神经细胞组成环状遍布全身从而节制整个身体。

虫豸的神经系统与人类的模式相似，当身体某一部门受到刺激时，神经感动沿神经纤维传导至腹神经索、神经节，由神经节进行处置或进一步上传至“脑”神经节进行处置。这种神经调节模式极为高效，因而虫豸对外界的刺激有更活络的反映，有利于其发现并遁藏敌害。

在虫豸之前，蚯蚓等环节动物拥有了链状神经系统，但没有较着的脑。漫长的演化史上，虫豸第一个拥有了脑的雏形。

⑥让我们再来看看虫豸的嘴

虫豸的嘴也叫口器，大致可以分为品味式（大大都）、刺吸式（蚊子）、虹吸式（蝶）、嚼吸式（蜜蜂）、舐吸式（苍蝇）等 5 种。此中，品味式口器是最原始的口器类型，其他各类类型的口器均由品味式口器演化、特化而来，绝大大都虫豸幼虫具有品味式口器（当作虫可能为其他类型）。

品味式口器的合用规模半斤八两广，简单来说，固体食物用颚切碎后与唾液夹杂吞咽，液体食物用唇、颚包裹后直接吞咽。因为大大都虫豸的口器均采用了品味式口器，所以它们可以吃的食物多种多样（若是消化系统跟得上），即“不挑食”，在食物资本有限的前提下，这类虫豸是有利于保存的。

你可能对这一点嗤之以鼻不管是鱼、鸟、兽都有嘴，可比虫子高级多了。我必需得告诉你，我们能动的嘴现实上是“颌”，一向到志留纪（距今 4.4 亿~4.1 亿年）才因呈现了“有颌鱼”而慢慢成长起来，而在那之前，动物界第一流、最复杂的就是虫豸的“品味式口器”。人家是把 5 亿年前的聪明用到今天！

⑦功能化的附肢

虫豸属于节肢动物，而节肢动物这一名称的由来就是因为这类动物具有分节的附肢（就像人的四肢）。附肢在胚胎发育过程中逐渐发生形态上的转变，功能也加倍专业化，好比头部的附肢特化当作触角、颚（虫豸的“嘴”），胸部的附肢特化当作螯肢（例如螳螂的“镰刀”）、跳跃足（例如蟋蟀粗壮的后腿），腹部的附肢特化当作生殖器等等。