毛毛蟲如何變成蝴蝶?

為了變成蝴蝶,毛毛蟲首先會消化自身。但是某些細胞群會存活下來,將這團“湯”變成眼睛、翅膀、觸角和其他成蟲結構

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我們許多人在孩提時代就瞭解了毛毛蟲蛻變成蝴蝶的神奇過程。故事通常從一隻非常飢餓的毛毛蟲從卵中孵化開始。毛毛蟲,或者更科學的術語稱為幼蟲,大量吞食樹葉,透過一系列蛻皮變得越來越胖、越來越長。有一天,毛毛蟲停止進食,倒掛在樹枝或葉子上,併為自己吐絲結繭或蛻變成閃亮的蛹。在其保護性的外殼內,毛毛蟲徹底改造其身體,最終變成蝴蝶或蛾子。

但是,這種 радикальное 轉變究竟包含什麼?毛毛蟲如何將自身重組為蝴蝶?蛹或繭內部發生了什麼?

首先,毛毛蟲會消化自身,釋放酶來溶解其所有組織。如果你在恰當的時機切開繭或蛹,會 ooz out 毛毛蟲湯。但是,蛹的內容物並非完全是一團無定形的糊狀物。某些高度組織化的細胞群,稱為成蟲盤,在消化過程中存活下來。在孵化之前,當毛毛蟲仍在卵內發育時,它會為其作為成熟蝴蝶或蛾子所需的每個成蟲身體部位生長一個成蟲盤——眼睛的盤、翅膀的盤、腿的盤等等。在某些物種中,這些成蟲盤在毛毛蟲的整個生命週期中都保持休眠狀態;在其他物種中,即使在毛毛蟲形成蛹或繭之前,這些盤也開始呈現成蟲身體部位的形狀。有些毛毛蟲體內藏有微小的、基本成型的翅膀到處爬行,但你從外觀上永遠不會知道。

一旦毛毛蟲分解了除了成蟲盤以外的所有組織,這些成蟲盤就會利用周圍富含蛋白質的“湯”來驅動快速細胞分裂,從而形成翅膀、觸角、腿、眼睛、生殖器以及成年蝴蝶或蛾子的所有其他特徵。例如,果蠅翅膀的成蟲盤可能最初只有50個細胞,到變態結束時增加到超過 50,000 個細胞。根據物種的不同,某些毛毛蟲肌肉和神經系統的一部分在成年蝴蝶中很大程度上得以保留。一項研究甚至表明,蛾子會記住它們在毛毛蟲生命後期階段學到的東西。

觀察正在發生的變態過程非常困難;打擾繭或蛹內的毛毛蟲可能會破壞變態過程。但是,維護一個關於蠶的精彩網站的邁克爾·庫克 (Michael Cook) 擁有一些關於一隻未結繭的柞蠶 (Antheraea penyi) 的令人難以置信的照片。你可以看到尚未成熟為成年蛾子的蛹那精緻、半透明的玉色翅膀、觸角和腿——瞥見通常隱藏的東西。

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