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蟬是一種半翅目昆蟲,我國就有一百二十種。一到夏天來臨,它就會站在樹上"知了-知了-知了"地叫個沒完,聲音傳出很遠。
蟬是一種昆蟲,又稱“知了”。其種類較多,雄蟬的腹部有一個發聲器,能連續不斷地發出響亮的聲音;雌蟬雖然在腹部也有發聲器,但不能發出聲音。
幼蟲生活在土裏,吸食植物的根,在地下生活4年之後就會鑽出地面,風光一時。成蟲僅刺吸植物的汁。
蟬的一生,要經過卵、幼蟲和成蟲三個不同的時期。卵產在樹上,幼蟲生活在地下,成蟲又重新回到樹上。蟬在交配之後,雄蟬就完成了自己的使命,很快便死去。雌蟬則開始進行產卵的任務,它用尖尖的產卵器,在樹枝上刺出小孔,刺一次產四到八粒,一個枝條上,往往要刺出幾十個孔,然後雌蟬不吃不喝,也很快便死去了。卵在樹枝裏越冬,到第二年夏天,借助陽光的溫度,才孵化出幼蟲來。
全世界蟬的種類繁多,有3000多種,我國目前已知的有200種左右。在我國,土地遼闊,一年四季均有蟬鳴。春天有“春蟬”,鳴叫時大喊“醒啦——醒啦”;夏天有“夏蟬”,鳴叫時大喊“熱死啦——熱死啦”、“知了——知了”;秋天時有“秋蟬”,鳴叫時大喊“服了——服了”;冬天有“冬蟬”,鳴叫時大喊“完了——完了”。
蟬為什麼喜歡激昂高歌,扯著“嗓門”大喊大叫呢?法國著名昆蟲學家法布爾百思不得其解。他活了90多歲,把畢生的精力都傾注在昆蟲學的研究上,寫下100多萬字的研究論文集——《昆蟲記》。他曾對蟬進行了多年的觀察研究,並做了極其生動而細緻的描述。對蟬的鳴叫他是這樣描寫的:“蟬的翼後的空腔裏,帶著一種像鈸一般的樂器。它還不滿足,還要在胸部安置一種響板,以增強聲音的強度,這種蟬為了滿足對音樂的嗜好,確實作了很大的犧牲。因為有這種巨大的響板,使得生命器官都無處安置,只好把它們壓緊到最小的角落裏。為安置樂器而縮小內部器官,這當然是極熱心於音樂的了。”
然而,法布爾為了弄清蟬究竟為什麼要那樣沒完沒了地拉著“肚皮”的鈸,起勁地唱歌,是不是它根本就沒有聽到自己的大“嗓門”,怕別人也和自己一樣還沒有聽到,才故意提高“嗓門”呢?於是,他進行了實驗,來驗證一下雄蟬究竟能不能聽見聲音。
他站在雄蟬的背後,在距離很近的地方大聲講話,使勁吹哨子,拍巴掌,用石頭與石頭撞擊……使用種種響聲來嚇唬蟬。可是蟬滿不在乎地繼續唱歌。真是兩耳不聞身後事,一心只唱只了歌。後來,法布爾索性找來兩枝打野獸的火槍,裏面裝滿火藥,在蟬的旁邊連連發射,聲如霹靂,可是“歌手們”照樣悠閒自得地唱著,連一點竟怕和不安的表現也沒有。於是法布爾得出的結論是:雄蟬是沒有聽覺的,它聽不見周圍發出的任何聲音,甚至連自己聲嘶力竭的鳴叫也完全聽不到,它是個地道的“聾子”。
雄蟬聾不聾呢?
這是有關蟬的第一個謎。
100多年來,法布爾的結論一直被人們廣泛接受。甚至直至20世紀80年代,小學的語文教科書中關於蟬的部分仍沿用法布爾的觀點:蟬是一個“聾子”。
可是,100多年前,人們一直認為雄蟬是能聽到聲音的。並給雄蟬冠以“音樂大師”的美稱。甚至直至目前世界上的豎琴都用蟬來裝飾並做為標誌。這裡還流傳著一個典故:相傳,古代希臘有兩位名噪全國的音樂大師愛諾莫斯和阿裏士多。這天,兩位古藝術家正在雅典展開一場轟動全國的豎琴冠軍賽。論豎琴的演奏技巧,愛諾莫斯要比阿裏士多略勝一籌。哪料到,愛諾莫斯正彈奏得妙音如珠、扣人心弦的時刻,豎琴的琴弦突然斷了。在這刻不容緩的時刻,恰巧飛來一隻鳴蟬,把琴聲繼續下去了。愛諾莫斯只好順水推舟,模擬蟬的鳴聲而假奏。由於模擬的太逼真了,弄的真假難分。愛諾莫斯贏得了這場比賽的勝利。為了感謝蟬的“救場”之恩,愛諾莫斯便在豎琴上裝飾了蟬,以作標誌。
當然這只不過是一個傳說而已,但它反映了人們對蟬的聽覺的看法,蟬要是個“聾子”的話,哪能及時飛來“救場”呢?
近年來,許多昆蟲學家對蟬是“聾子”的結論表示懷疑。雄蟬有高度發達的發聲器,能發出令人煩躁的高音。中、小型蟬類的呼叫聲一般可達80分貝~90分貝,大型蟬類的呼叫聲可高達100~130分貝。我國四川峨眉山等地的一種震旦馬蟬,其群鳴聲響徹整個山谷,震耳欲聾,使人不堪忍受。蟬為何使出那麼大的勁兒來叫喊?目的是招引遠處的雌蟬前來交配,繁衍後代。但是雌蟬的發聲器官已經退化,它只能聽到雄蟬發出的邀請,卻啞不做聲。這就意味著“情侶”之間是沒有“對唱”的,它們進行單向性聲音通訊。因此,雄蟬鳴叫時必須能聽到自己的叫聲,才能知道叫得如何,進行不斷地校正自己的叫聲,以便更有效地招引雌蟬。
昆蟲學家經過解剖發現:蟬兩側腹室的外緣(第二腹節左右側)各有一個稍突起的聽囊,腔內約有1500個聽覺單元。當外界聲波激勵聽膜振動時,聽神經細胞產生興奮,其神經衝動沿聽神經傳入大腦的聽覺中樞,產生相應的聽感覺。雌蟬的聽膜雖比同種雄蟬小,但聽脊卻明顯的大,聽脊比聽膜對聲音的敏感性更高。所以證明雄蟬並不是“聾子”,只不過聽覺不如雌蟬玲罷了。
但科學家在研究中發現,雄蟬的聲音是由第一、二腹節內的發生機的收縮運動,分別牽動兩側發生膜受迫振動而發出。蓋在發聲膜上方的背瓣(即“鼓蓋”)和所形成的鼓室以及腹部兩塊左右對稱的腹瓣(即“音蓋”)和下面的左右腹室,都有調音和擴音功能,而腹室內壁的上半部為近似白色的皺褶膜,下半部為內傾而近似半透明的聽膜,透亮如鏡,故稱“鏡膜”。而雄蟬的褶膜、鏡膜和腹壁膜是接受聲波的聽膜,又是鳴聲的輻射膜,相當於我們使用的單卡錄音機,它是兩用的,既可以錄音,又可以放音。單卡錄音機不能同時使用兩種功能,錄音時不能放音,放音也不能錄音。
所以有的科學家認為,雄蟬是個“半聾子”,即靜止不叫喚時能聽到聲音,若是高亢鳴叫時,它就聽不到任何聲音。那麼這樣問題又上來了。事實上,多種蟬類都具有合唱(群鳴)的習性。你不妨仔細傾聽一下,蟬鳴都是這樣的:先是大家一齊叫,節奏十分整齊,然後一起停叫。可見雄蟬鳴叫時,顯然需要聽到其他同類的鳴叫,以便調節自己的叫聲,參加合唱。
這樣,說雄蟬的鏡膜既是聽膜又是擴音膜是不可理解的。
看來,雄蟬到底聾不聾,還需要進一步探討。
雌蟬一定是啞巴嗎?這是蟬的第二個謎。
表面上看來,捕捉到的雌蟬,都是不會鳴叫的,所以人們都稱雌蟬為“啞巴姑娘”。從上面所講的來看,雄蟬的“鏡膜”兼有收音和擴音的作用,那麼,它在鳴叫時,鏡膜在擴音,就必然聽不到自己的鳴叫聲。這樣,雌蟬又不會說話,雄蟬又聽不到自己在叫些什麼,這不成了雄蟬在瞎叫喚嗎?這樣怎麼會讓遠處的雌蟬準確無誤地找到“男友”呢?
有的科學家認為,當雄蟬拼命地高歌鳴叫時,能把方圓1000多米內的雌蟬召喚過來。當雌蟬飛到近距離時,雄蟬不斷發出特有的低音量的“求愛聲”,吸引雌蟬靠近。與此同時,雌蟬也能發出低音量應答聲。這樣相互默契才能達到交配目的。只不過雌蟬的這種低音量次聲人耳聽不到。
不過,它們是否真的用低音量的聲音在“交談”,這還是個謎。
若蟬是怎樣計時的?這是蟬的第三個謎。
雌雄蟬交配後,雄蟬很快就衰老而墜地死去,留下雌蟬。雌蟬用尖尖的產卵器在嫩枝上刺一圈小孔,把卵產在樹木的木質內部,還要在嫩枝的下端,用口器刺破一圈韌皮,使樹枝斷絕水分和養料的供應,嫩枝漸漸枯死。這樣,有卵的樹枝容易被風吹落到地面,以便孵化出來的幼蟬(叫幼蟲)鑽進土裏。
蟬產下的卵半個月就孵化出幼蟬。幼蟬的生活期特別長,最短的也要在地下生活2~3年,一般為4~5年,最長的為17年。幼蟬長期在地下生活,有著冬暖夏涼的條件,也很少有天敵來威脅,倒也算自在。它們經過4~5次蛻皮後,就要鑽出地面,爬上樹枝進行最後依次蛻皮(叫金蟬脫殼),成為成蟲。
同樣另昆蟲學家大惑不解的是,蟬能夠非常準確地確定時間,在“地獄”恰倒好處的完成從幼蟲到成蟲的過渡生長,並適時離開“地獄”爬出地面。這是個不可思議的奇跡。尤其是17年蟬,這種蟬都是不多不少,精確地度過17年“地獄”生活才見天日。要見到它的子女,必須再過17年。因此昆蟲學家們總是像天文學家等待日食和哈雷慧星一樣等待著“17年蟬”的出現。
幼蟬在暗無天日的地下,既看不見日出日落,也沒有寒冬酷暑,它們是如何計量時間的?這是科學界的一大未解之謎。