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May. 11 2022

為什麼昆蟲、毛蜘蛛,以及其他生物要蛻皮?

  • 包含斯卡德氏露螽(Scudderia sp.)在內,「蛻皮」是許多昆蟲生長必經的一環。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    包含斯卡德氏露螽(Scudderia sp.)在內,「蛻皮」是許多昆蟲生長必經的一環。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 許多昆蟲(例如途中橘色的瓢蟲)在蛻皮後外骨骼硬化之前,很容易遭到略食者攻擊。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    許多昆蟲(例如途中橘色的瓢蟲)在蛻皮後外骨骼硬化之前,很容易遭到略食者攻擊。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 可以透過蛇皮來鑑定蛇種。(圖中是神醫錦蛇(Zamenis longissimus)的蛇皮)。 PHOTOGRAPH BY INGO ARNDT, NATURE PICTURE LIBRARY

    可以透過蛇皮來鑑定蛇種。(圖中是神醫錦蛇(Zamenis longissimus)的蛇皮)。 PHOTOGRAPH BY INGO ARNDT, NATURE PICTURE LIBRARY

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「節肢動物」是地球上最繁盛的動物類群,牠們身上都披著稱為「外骨骼」的外皮,除了支撐自己的身體外,也用來保護自己不受掠食者的侵害。從螃蟹的外殼,到瓢蟲閃亮的背甲,外骨骼的形狀與大小五花八門,不過它們大多由同一種纖維材料構成──幾丁質(chitin)。

當一隻年幼的節肢動物準備長大時,牠身上的賀爾蒙會刺激牠的表皮開始脫落,這個過程就稱為「蛻皮」(ecdysis)。此時,外骨骼最外層的角質層(cuticle),以及其下方的表皮細胞(epidermis)會開始生成一副新的替代角質層;隨後,該節肢動物會吸入大量空氣,擠壓身體周圍的體液撐破舊皮比較脆弱的縫線處。

奧克拉荷馬州立大學的昆蟲學家安德琳.舒弗蘭(Andrine Shufran)以蟑螂為例:「牠們會自背部中央裂開,並在20分鐘之內彈出來。」

許多昆蟲(例如途中橘色的瓢蟲)在蛻皮後外骨骼硬化之前,很容易遭到略食者攻擊。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

許多昆蟲(例如途中橘色的瓢蟲)在蛻皮後外骨骼硬化之前,很容易遭到略食者攻擊。 PHOTOGRAPH BY GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

像螃蟹一類的水生甲殼類動物則是吸收身邊的水,藉此對身體外殼的縫隙施壓,將自己如同信紙退出信封一般從殼內擠出來。

康乃狄克大學的演化生物學家克麗絲汀.賽門(Christine Simon)在電子郵件說寫道:「由於甲殼類動物會一次蛻下一整副殼,因此你可以在海灘上找到大大小小螃蟹與鱟散落的完美小空殼。」

至於毛蜘蛛、蠍子這類的蛛形綱動物,牠們的靈活度差一點,舒弗蘭表示:「所以牠們把頭蓋彈開,然後把所有東西都從那個洞拉出來。」 

跟著尾巴走

只有在老派卡通裡,才會看到烏龜從龜殼裡出來;在真實世界中,烏龜的殼其實是牠們骨頭的一部分。美國地質調查局 (USGS)的調查地質學家傑佛瑞.洛維奇(Jeffrey E. Lovich)說:「〔龜殼〕像一組由50塊骨頭排列而成的精細幾何設計。」

在龜殼骨質硬板的外層,堆疊著由角蛋白所構成的盾片(scutes)。洛維奇表示,烏龜會把這些盾片蛻下,不僅可以讓龜殼長得更大,也有助於擺脫附著在上面的藻類。

與洛維奇合著《世界之龜:科別指南》(Turtles of the World: A Guide to Every Family)的喬治亞大學生態學家暨名譽教授懷特.吉本斯(Whit Gibbons)說,並不是所有的龜類都會蛻皮,會蛻皮的龜類蛻皮的時間也各個不同。

吉本斯舉例,好比錦龜(painted turtle)的蛻皮時間可能在一週內結束,但紅耳龜一類的滑龜(slider turtle)則會花上一年。

當蜥蜴準備蛻皮時,身上的顏色通常會暗淡下來,眼睛也顯得混濁不清,並開始左右扭動;牠們會在岩石或是其他粗糙的物體表面磨蹭身體,好使舊皮開裂。洛維奇說,蜥蜴最終會找到方法「脫身」,留下看似尼龍襪的死皮。

吉本斯說,雖然被丟棄的蛻皮沒有顏色,但你還是可以從皮膚上的花紋辨認蜥蜴或是蛇的種類。

可以透過蛇皮來鑑定蛇種。(圖中是神醫錦蛇(Zamenis longissimus)的蛇皮)。 PHOTOGRAPH BY INGO ARNDT, NATURE PICTURE LIBRARY

可以透過蛇皮來鑑定蛇種。(圖中是神醫錦蛇(Zamenis longissimus)的蛇皮)。 PHOTOGRAPH BY INGO ARNDT, NATURE PICTURE LIBRARY

吉本斯說:「這就像是一份黑白影本。」比如說,猩紅王蛇(scarlet king snake)有顯眼的紅、黃、黑色帶,對應到蛻皮上就是各種色調的灰色;而像是蛻皮大小、鱗片類型,也可以做為其他判斷蛇種的線索。

蛻皮甚至可以指出前主人的位置。只要看看尾巴,吉本斯說著:「它指著蛇離去的方向。」

生長之外的好處

蛻皮還能幫助動物擺脫那些寄宿在身上的體外寄生蟲。比如說,當一些澳洲守宮蛻下外皮時,身上有害的蟎蟲也會一併掉下來。

有些蜥蜴和蛙類會吃掉自己的蛻皮,這種行為稱作「食皮」(dermatophagy);而像是馬達加斯加蟑螂,也會啃食自己蛻下的外骨骼。

「隱藏自己存在的任何證據總是好的。」舒弗蘭說:「而這也是保留自己先前投資在生存上資源的方法之一。」

蛻皮之後,動物的新皮膚可能會在半小時內,或花上幾小時的時間才能變硬,在此之前牠們很容易受傷或是被捕食。雌性波士頓龍蝦(American lobster)會進入雄性的洞穴中,並在蛻皮後與雄性交配,而雄性則會守護脆弱的雌性好幾天。

當你揭下面具(或者說蛻皮?),就能碰上這種事。

 

延伸閱讀:殺不死小強的殺蟲劑,只會使小強更強大 / 蜘蛛與其他「小野獸」尖牙利齒的祕方──重金屬 

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