第五章 树蜂的问题-《昆虫记》
第(2/3)页
通过上述例子,我总结出一个普遍的道理,那就是天牛科和吉丁科这些木栖昆虫的幼虫,为成虫修建逃出升天的路,而成虫只需要钻开薄薄的木层或树皮,或者清除木屑所建成的屏障,就可以重见天日。成虫与幼虫完全是颠倒的,有悖伦常。幼虫身强体健,且拥有强大的挖掘工具,不知疲倦地承担了繁重的劳动任务。成虫不想工作,贪图安逸,不懂技艺,整日游手好闲。幼虫用自己强壮的大颚辛苦地挖掘着通道的洞穴,为成虫避免了敌害的攻击,并使它不费吹灰之力就可以穿透挡板,引导它来到充满欢乐的阳光下,为它创造出无比舒适的生活环境。孩子本应该得到母亲温柔的呵护,过着如在天堂一般的生活,谁知却成了母亲的监护人。我不想再继续下去,再多的连篇累牍也只不过是重复早已经证明的结论罢了。
幼虫拥有各种天赋,为了成虫任劳任怨地工作。耐力是成功的重要条件,它用持之以恒的耐力啃啮着通道,它开凿通道时的韧劲令我十分诧异,这对于体魄强健的成虫是办不到的。它预见自己的未来身体形态会变成圆形或是橄榄形,于是就在挖通道出口的时候,把长廊建成圆柱形或是椭圆状。幼虫知道成虫非常急切地想看看外边的世界,就把通道到出口的距离建得最短。幼虫把大把的时间都花在了在树中漫长而随意的征程中,而成虫却惜时如金,日子也是屈指可数,它必须尽快地重见光明。因此,它的通道尽可能短,障碍物尽可能少,很容易到外界去就行,但要保证自身的安全。幼虫一生大部分时间游历于树中,它钟情扁平而弯曲的仅容自己身体通过的通道。但也不完全是这样,一旦有更适合它胃口的木质,它也会歇歇脚,把那个地方挖大一点。而现在幼虫开凿规则、宽敞、短促的出口,并且弯曲成肘形通向外界。幼虫明白,一旦连接横向和纵向通道的接口转弯过急,成虫就无法通过。因为成虫身体庞大,僵硬不能够弯曲。因而,通道要建成像一个缓慢弯曲的肘形通向外界。对于从树干深处爬出来的昆虫,改变方向是很普遍的。倘若幼虫修建的卧室离树表近一些,工程量就不算太大;倘若卧室在树干深处,那么就得需要较长时间才能完工。在这种情况下,我产生了一种冲动,想要用圆规测量一下,那如此规则完整的弯曲弧线。
身披坚硬盔甲的成虫看上去非常强壮,这些家伙真的这么无能吗?为此,我做了些实验来求证我的疑问。我将手中收集来的各类昆虫的蛹,放入与天然居室一般宽度大小的玻璃管里,而且在玻璃管里我还用粗纸屑为它做了一层内衬,这就为成虫挖掘提供了一个强有力的支撑点。它们要钻穿的障碍物也是各式各样的。有因腐烂而变软的杨木塞,有1厘米厚的软木塞,还有正常木质的圆木片。逃亡开始了,大多数成虫都能轻易地穿过杨木塞和软木塞,这些障碍对于它们来说,就好比是逃出时要钻透树皮窗帘或是钻开薄薄的障碍物一样简单。当然并不是所有的成虫,都通过了这些障碍。可是在圆木片障碍前,所有成虫无一生还,尽管它们一如既往的强大,但它们的努力与挣扎还是徒劳的。在这些实验里,无论是在我人造的橡树居室内,还是在仅用隔膜封住的芦竹茎中,无一例外,它们都尽数死去,即便是最强壮的神天牛,也劫数难逃。从上述实验可以得出,成虫是那样的缺乏力量,更准确地说是缺乏坚忍的耐力。
天牛和吉丁通道中的拐弯太短,用圆规根本无法测量,况且我也只是观察过天牛和吉丁开凿的通道,还缺乏足够的资料,因此在拐弯的问题上我在心里画了一个大大的问号。幸亏老天帮忙,让我有了意外的收获,我发现了理想的研究对象。一株死去的杨树,在高高的树干中,千疮百孔地被钻出了许多笔杆粗细的洞穴。这株杨树真是难得,枯萎了还依然植根于土壤之中。为了我的研究真是应该感谢它。
我把它连根拔起,运回家里,虽然树干还保持着原来的结构,但是已经变得松软不堪了,因为在其上面生长着一种叫杨树伞菌的真菌丝。昆虫蛀食了树干的内部,无数的肘形弯曲通道在树干里面,外层则还有十几厘米厚,所以保持了完好的生长态势。我用工具将其沿纵向锯开,用刨子将截面刨平。在树干的截面上,原先幼虫居住时留下的通道非常美丽,看上去好像麦捆。几乎笔直的通道相互平行,不断向高处延伸,并且呈弯曲的肘形缓慢展开,在树干中心,通道集成一束,然后发散开来,每一条都有一个通向树表的出口。这束通道在不同的高度像数不胜数的放射线那样向四周发散开来,并不是像麦捆一样只有一个末端。
这么好的研究对象使我非常高兴,每刨去一段树干,就能发现大量的弯道,这也大大超出了我研究的需求。这些弯道十分规则,终于可以用圆规准确地测量它们了。用圆规测量之前,我需先了解这些美丽长廊的建造者。这些居住在杨树树干里的居民,看来似乎有些年头了,树干里生长的伞菌菌丝就是明证,因为昆虫不会在有伞菌菌丝的树干里钻孔掘道,而且也不会以这样的树干为食。我曾发现一些死去的昆虫,骸骨上缠绕着一些真菌,这些成虫很可能是因为无法逃走而死在了树中。这些昆虫尸体被伞菌像又细又密的襁褓一样包裹起来,因此它们没有解体。缚在这些干尸身上的绑带下面,我发现了一种钻孔的膜翅目昆虫的成虫,它就是堂树蜂。而且,我还有一个惊人的发现,那些遗留下来的成虫,无一例外地被阻在无法同外界联系的位置。它们有的位于树中心笔直通道的末端,由于通道里有木屑的阻断而无法向开口延伸;有的位于弯道的开端,上面的木层未被钻开。所有这些由于找不到路的出口而遗留下的残骸,明确地告诉我们,吉丁科和天牛科昆虫从来没有试过像树蜂那样挖掘出口的方法。
树蜂幼虫一生都离不开树干的中心,不太受外界气候环境的影响,它在那里过着平静而安逸的生活。幼虫居住在长廊里,并用木屑堵塞住通道,只是在笔直的通道和还没有完全筑好的弯道交接处完成它的变态。树蜂的幼虫并不修建自己逃生用的通道,挖掘穿透树层的通道的任务由成虫来完成。这是我亲眼所见,下面我可以给大家讲述一下大致的经过。当树蜂成虫渐渐恢复了体力后,便在自己身前挖掘一条穿透十几厘米厚木层的出路。我发现成虫所修筑的通道内并不是自己消化后的厚实木屑块,而是堆积在通道里松散的粉末状木屑。我发现的遗留在伞菌菌丝里的昆虫,大都是半路上失去力气死在途中的,所以它们前方根本就没有畅通无阻的出路。
在树干内尽情享受,安静休息后,幼虫会为未来的成虫提供所需的帮助,替它挖开出口吗?这个问题又迫切地摆在了我们的面前。成虫生命短暂,又十分急切,极其渴望,想要逃离关押自己的黑暗牢笼,因此,也就不会由它来挖掘这个通道。然而,成虫又是十分清楚如何通往阳光之路的,为了早日离开黑暗的地狱去到光明的世界,它放弃了沿直线前进,而是选择了所有路线当中最短的那条。诚然,用圆规测量,确实是直线最短,但是对于挖掘者来说也许不是最短的。挖掘的长度并不是昆虫的全部,也不是它完成工作的唯一要素,它还必须要考虑到挖掘时要克服的阻力。影响阻力大小有不同种情况,比如,各种树木的硬度不同,则阻力大小就不同;挖掘木纤维的方式不同:如有些木纤维横向被撕开,有些木纤维纵向被撕裂,那么阻力的大小也会不同。由于阻力大小不能确定,为了钻透木层,可能会有一条曲线能使昆虫的工作量减到最小。
我曾经利用我比较匮乏的微积分知识来寻求答案,看看阻力值是如何根据不同深度、不同方向而变化的。可是,一个简单的道理很快就把我辛苦的研究成果给颠覆了,微积分计算变量在这个简单的道理面前显得毫无用武之地。动物虽说不是数学家,但是它自身的条件支配着其他条件。它身体的力量和要穿越的环境的硬度决定着要行进轨道中的质点。由于成虫有坚硬的外壳,因此,它丧失了像幼虫那样身体可以随意转动方向的权利,它像极了一段坚硬的圆柱体。为了便于记述,我干脆就称它是一段不可弯曲的直圆木。
树蜂成虫被我比喻成一根直圆木,它的变态在离树干中心不远处完成。成虫头朝上方,纵向睡在树干中的通道内,但有时候也会头朝下,只是情况极其少见。成虫在身体的前方挖掘一个浅而足够宽的孔,使身体略向外倾斜,这全是为了满足它早日到外界去享受阳光。但这只是它完成的一小步计划,接下来它又开凿了同样的第二个孔,身体再次向外倾斜。总之,每一步小小的移动都伴随着身体向外略微倾斜,它利用小孔狭小的宽度向外倾斜的方向始终朝外,就像一根偏离了方向的磁针,在有阻力的情况下,以匀速前进,以便恢复到原来的方向。就这样一个比磁针略粗的通道随之被挖掘出来。树蜂大概就是这样工作的,随着它不断地啮噬树干,在始终朝向外界光明这个磁极的引导下,树蜂缓慢地倾斜身体,朝着光明又大踏步向前迈。
现在该来看看树蜂的轨道是个什么样子的了。简单来说,树蜂的轨道是一条切角线恒定不变的弧线,这也正是圆周的特点。树蜂的轨道被分成许多均匀的部分,每部分所构成的夹角角度不一样,就像一条相邻切线之间的倾角一模一样的弧线。为此,我选择了二十来条通道,适合进行圆规检测,且通道长度足够长。我这样做就是为了要弄清楚,真实情况是否与推断相吻合,甚至我还用一张透明纸准确描出每条通道的图样。结果表明,推断与实际情况恰恰相符。有一些长达十几厘米的通道,树蜂开凿的通道轨迹与圆规的轨迹吻合得非常好,尽管有很微弱但比较明显的差距。这些差距与抽象理论的绝对精确不太相容,也许是因为没有料到这小小的差距而使人们不太高兴吧。
树蜂的通道上端沿一条水平或者略微倾斜的直线通向树表,下端同幼虫所挖的走廊相接。它的通道实际上就是一条宽敞的圆弧形拱廊,成虫在这宽阔的连接拱廊里自由转向。树蜂的身体原来与树轴平行,随之就慢慢转到与树轴垂直的方向。接下来,它开始挖掘最短的通向外界的笔直通道。倘若幼虫在蛹期的准备阶段就有方法定向,将头转向距离树表最近的点,而不是转向与树轴垂直的方向,那样的话成虫逃跑起来就方便多了,只需要向前钻开并不厚的表皮即可。但是,只有幼虫才能准确地判断什么时机最适合,也可能是出于不堪重负的原因,所以,垂直通道在水平通道之前就早早竣工了。成虫通过宽阔的拱廊来转向是为了从垂直通道进入水平通道,一旦身体转向成功,成虫便直线向前一直挖到出口。它这样做所要完成的工作量是最小的,也确实是没有办法,在那样的条件下昆虫也只能如此。
树蜂坚硬的身体状况决定了它必须逐渐转动自己的身体方向,它不能根据自己的意愿随意地挖掘,它还得受到机械力的限制。下面我想从树蜂成虫起步点的角度来做一下评论。树蜂成虫可以以自己为轴自由地转动,它可以尝试不同方法,从不同角度凿木开路,以一连串的连接拱廊来随意转动自己身体的方向,不用非局限于某一个平面之内。它完全可以绕自己转动,将通道凿成螺旋形或是方向逐渐变化的环柄形曲线,没有任何阻力可以阻止它这样做。但是一旦这样做,结局就会很糟糕,它会迷失方向,这里试试,那边闯闯,长期的摸索终究也不会有成功之日,最后自己迷失在自己建造的迷宫里。
第(2/3)页