我们习惯于自信地把时间说成某种确定下来的东西,可以用时钟来测量,把一年或一百年当做具体的持续时间量。然而,在当今我们这个讲究相对论的年代,关于时间的概念我们觉得并不那么容易明确。地质学者以年为单位计算地球可能的年龄,以及地球上某些地质事件自发生以来已经流逝的时间长度,但是他们的数字只是意味着地球在此期间围绕着太阳大概转了多少圈。在生物学方面,如果说某种动物在地球上已经存在一百万年,而另一种动物存在了上亿年,这种说法没有什么意义,因为进化的单位不是年,而是代。如果某种动物,例如大多数昆虫,每年都会有许多代,而另外一种动物,比如我们人类,一百年也就有四代或五代,那么按照进化论的计算,前一种动物显然比后一种动物古老的多,虽然两种动物随着地球围绕太阳旋转的圈数是一样的。所以,地球上比人类早好几亿年就出现的昆虫的的确确是古老的生物。
蟑螂简直不需要介绍,在这个世界上无论你居住在哪个地区,属于哪个阶层,都会对这种昆虫十分熟悉。不同的民族赋予蟑螂各种不同的别名,而这种现象表明蟑螂长久以来已经在人类社区扎下了根。据说,现在蟑螂通用的英语名称cockroach是来自西班牙语的cucaracha。德国人有点不太恭敬地称蟑螂为Kuchenschabe,意思是“厨房里的虱子。”古罗马人把蟑螂叫做Blatta,而蜚蠊科(Blattidae)这个学名正是从这个词派生出来的。被昆虫学者命名为“德国小蠊(Blattella germanica)”的一种欧洲小蟑螂,现在是我们美国最常见的蟑螂,并在纽约获得了“茶婆虫(Croton bug)”这个绰号,因为不知道是什么缘故,它似乎是随着克罗顿峡谷(Croton Valley)水系的引入而蔓延开来的,现在这个称呼在美国的许多地区仍然流行。
图49.家蟑螂的四个常见品种
A,德国蟑螂,或称茶婆虫,Blattella germanica(体长9/10英寸)。B,美国蟑螂,Periplaneta(体长1又3/8英寸)。澳大利亚蟑螂,Periplaneta australasiae(体长1又1/4英寸)。D,东方蟑螂的无翅雌虫,Blatta orientalis(体长1又1/8英寸)。E,东方蟑螂的有翅雄虫(体长1英寸)。
茶婆虫,或称德国蟑螂(图49 A),在各种“家养的”的蟑螂当中是体形最小的。这种蟑螂相当苗条,虫体呈淡褐色,身长大约八分之五英寸,其身体的前盾甲上有两个暗斑。这种蟑螂是美国东部地区的许多家庭厨房的主要害虫,为那些卖蟑螂的厂商带来了很大的财富。幸运的是,其它几种个头较大的蟑螂种群数量不大,不过人们对这样一些蟑螂也并不陌生。在这些蟑螂中,第一种被称作美国蟑螂(图49B), 第二种是澳大利亚蟑螂(C),第三种是东方蟑螂(D,E)。这四种蟑螂都十分善于长途旅行,不受国籍约束。无论是在海上还是在陆地,它们就像是在自己的家里,如同船上未受到邀请的乘客,船走到哪里,哪里就留下它们的身影,所以世界各地都有蟑螂。
图50.五种蟑螂的卵囊。(放大三倍图)
澳大利亚蟑螂(图49C)的卵囊。B。美国蟑螂(图49B)的卵囊;其它三种是户外蟑螂的卵囊
除了家蟑螂之外,还有许许多多种蟑螂生活在野外,尤其是温暖的或热带地区。它们中的大多数都呈褐色,但色度的深浅不同,或带一点黑色,也有一些蟑螂呈绿色,少数几种蟑螂的身上有斑点,条纹或斑纹。不同品种的个头相差很大,如果从合拢后的翅尖量起,最大的蟑螂体长能达到四英寸,而最小的蟑螂体长还不足三十二分之三英寸。它们的体形几乎都是人们熟悉的那种扁平状,头部向下弯在身体的前部之下,而又长又细的触角向前伸出。大多数蟑螂有翅膀,收拢后紧贴在背上。至于东方蟑螂,雌虫的翅膀非常短(图49D),这个体征使得雌虫在外貌上与雄虫大不一样,所以好长时间人们一直以为这两种性别的同种蟑螂是不同的两种蟑螂。
当然了,蟑螂并不是天生就被指定为一种家庭昆虫,而且早在人类能够建屋造房之前,蟑螂已经在野外生活很多年了,但是其具有的本能和身体形态恰好能特别适应房间里的生
活。敏锐的感觉,灵活的动作,夜晚出没的习性,无所不吃的胃口,扁平的体形,所有这些品质为它成为人们家里的害虫提供了有利的条件。
许多种蟑螂可以生出幼虫;但是我们现在常见的蟑螂种群却是通过产卵繁衍后代。它们把卵封存在硬壳荚囊中,荚囊的材料是一种坚韧而又柔软,类似角质的物质,作为一种分泌物由雌虫体内一根通向输卵管的特殊腺体产生出来。荚囊是在输卵管内形成的,当卵囊被夹在输卵管口的时候,卵就流入其中。封口的边缘开有很细的凹口,而荚囊表面上的横向印痕表明了里面的卵所处的位置。
茶婆虫,或德国蟑螂(图49A),所形成的卵囊就像一块扁平的小块,雌虫通常会随身携带一段时间,从身体的末端向外突出,有时候在虫卵孵化期间,雌虫仍然带着卵囊。美国蟑螂和澳洲蟑螂(图49B,C)形成的卵囊更像小钱包或烟口袋,长度大约八分之三英寸或半英寸,上部边缘有一排锯齿状的扣子(图50A,B)。某些体形娇小的蟑螂品种,其卵囊的长度只有1/16英寸(C)。而个头较大的蟑螂品种,它们的卵囊能够达到四分之三英寸长(E)。
图51.处于孵化前后不同阶段的德国蟑螂幼虫
A。 临近孵化,卵内的幼虫。B。刚孵化出的幼虫,正在蜕去胚膜。C。蜕去胚膜的幼虫。D。出生半小时后的幼虫
胚胎期蟑螂在卵里面成熟,而且当它们准备好孵出时,就会出现在卵囊内。通过某种手段,最后被封闭的,并被弄得粗糙不平的边缘这时被打开,以便让被囚禁的昆虫逃脱出来。此时,一团团细小的动物开始膨胀,最后卵囊内蠕动的幼虫整体深了出来。先有一只或两只幼虫解脱出来,然后是几只一块儿掉了下来,接着出来的越来越多,很快卵囊内空了,卵壳遭到遗弃。
当蟑螂幼虫最初把自己从卵囊中解放出来的时候,它们是孤立无助的动物,因为每一只幼虫都被一层胚膜所包裹,迫使它折叠起来的腿和触角紧紧贴在身体上,脑袋被压向胸部(图51A)。然而,如此一层封套,纤薄得几乎看不见,很快就因为急切希望获得自由的小蟑螂的拼命挣脱而破裂 --- 胚膜裂开,很快从虫体上滑落下来(B),幼虫最后终于完全从里面出来了。被丢弃的残皮皱缩在地上,让你几乎不敢相信,就是这个不起眼的东西刚刚还包裹着昆虫的幼体。
新解放出来的幼小蟑螂一落地就能用它那细细的腿快速跑动,对于一个此前从来没有使用过自己的腿的动物来说,这一举动的确相当令人惊讶。它的体态是那样纤细(图 51C),看上去根本就不像是一只蟑螂。除了腹部有一团艳绿色,整个虫体苍白无色。但是,几乎就是一瞬间的事,幼虫开始出现变化;胸的背板变平,身体由于体节的交叠而被缩短,腹部呈现出一个宽广的梨形轮廓,头部被缩进胸盾之下。也就是半个小时的时间,这只小昆虫明明白白显露出其蟑螂幼虫的样子(D)。
蟑螂有一个强有力的天敌,这就是家蜈蚣(图52)。这个家伙长着很多腿,所以当它急速跑过起居室的地板,或者迅速消失在地下室的阴暗角落时,瞧着就像是会动弹的一团模糊的影子,你甚至来不及确定自己是否看到了什么。不过,我们经常会在浴缸里抓到它,而它在这个地方的出现很容易让家庭主妇歇斯底里地喊叫起来。然而,除非你特别喜爱蟑螂,否则家蜈蚣应该受到保护和鼓励。笔者曾把一条蜈蚣放入一个有盖子的玻璃盘子里,里面事先已经放入了一只德国蟑螂雌虫和一个正在孵化虫卵的卵囊。还没等刚出生的蟑螂幼虫学会四处跑动,家蜈蚣就已经把它们摆上了自己的餐桌,只有当最后一窝蟑螂都被吃掉,这一顿大餐才算告一段落。蟑螂妈妈这时还没有受到骚扰,但是第二天的早晨,她却四腿朝天地躺在那里,死了,她的脑袋被咬掉了,被拖到离身体挺远的地方,体液已经被吸干 --- 所有这一切都无言地证明,夜间的某个时刻发生了一场悲剧,或许是因为家蜈蚣的饥饿感又出现了,他再次投入捕食行动。家蜈蚣并不是只吃活蟑螂,它几乎什么食物都能吃,但是对家庭的储藏室来说,它从来就不是一种害虫。
图52.常见的家蜈蚣,Scutigera forceps,蟑螂幼虫的杀手
大多数品种的蟑螂都有着两对发育良好的翅膀,通常情况下折叠在背后,因为作为家种蟑螂,它们平常在寻觅食物时并不需要飞行,除非偶尔为了避免被捕获才会张开翅膀飞走。前翅比后翅长一些,也厚实一些,并覆盖在后翅上;后翅较薄,在不使用的时候成扇形收拢起来。就这些特征而言,蟑螂与蚱蜢和螽斯相似,而它们所属的科,蜚蠊科,通常与直翅目的那些昆虫放在一起。
昆虫的翅膀是非常有趣的研究课题。正如图53所示的那样, 当蟑螂的翅膀平展地张开以后,我们可以见到翅膀上有很薄的膜状组织,由从基部向外延伸的多条翅脉所支撑。所有昆虫的翅膀都是遵照相同的总体样式而构造的,都同样有主翅脉。但是,由于昆虫的主要特长就是飞行,它们的进化也就集中在翅膀上,不同的种群试验过不同的翅脉类型,结果现在就是依据翅脉排列的某种特殊模式和分枝情况来甄别昆虫。这样,昆虫学者不仅能够根据它们的翅膀结构区分各种不同目的昆虫,例如直翅目,蜻蜓、蛾,蜜蜂和苍蝇,而且在很多情况下还能确定昆虫的科,甚至属。对研究昆虫化石的学者来说,这些翅膀具有特别的价值,因为虫体在多数情况都不会得到很好的保存,所以只能借助对翅膀的研究,古生物学家才能在古代昆虫的研究方面取得进展。而且实际上,对古代昆虫的不断认识,以及对昆虫化石残迹的研究在极大程度上帮助我们了解昆虫这个变化多端,分布广泛的动物种群。
图53.蟑螂,Periplaneta,的翅膀,显示的是具有蟑螂科特征的翅脉式样
古生物在地球上的生活史向我们显示,这块土地上前前后后曾经居住过许多不同形态的动物和植物。某种特别的动物种群出现在地球上,最初相对说来还微不足道;然而随着数量的不断增加,形态发生变化,通常在个体尺寸方面的增大,这种动物就可能成为占优势地位的生命形态;接下来,随着这种动物族群个体的身材见效,种群数量逐渐降低,直至开始走上灭绝之路,它就可能退化成毫无意义的生命形态。与此同时,表现另外一种结构类型的动物族群就可能异军突起,兴旺发展,然后逐步衰退。然而,如果我们认为所有的生命形态都必须在其生命史中经历这样的起伏,这可是一种错误的印象,因为有许多曾存在过的动物在极其漫长的时间周期里并没有发生多大变化。
昆虫的历史给了我们一个关于永久性很好的例子。早在动物已有的记录被保存在岩石上之前,昆虫就已经在古老而又遥远的年代的某个时期,某个地方成为昆虫。它们一定是在海洋里到处都是鲨鱼和庞大的甲胃鱼的那个年代就出现了;它们一定是在我们的煤床逐渐形成的时候就已经开始兴旺起来;它们见证了那些庞大的两栖动物和巨型爬行动物的出现,例如恐龙,鱼龙,蛇须龙,苍龙等,这些庞然大物以及其它一些巨型动物族群的名称现在已是家喻户晓的常用词,而它们的骨骼陈列在博物馆里供我们大家参观。还是在鸟类开始有牙齿,逐渐从它们的爬行动物祖先那里进化的年代,在开花植物开始妆扮山水风景的年代,昆虫就已经有了新的形态分枝;从哺乳动物年代的开始到大型毛皮动物达到鼎盛,再到一些动物的绝迹,整个过程都有昆虫在场;它们陪同我们人类来到这个地球,伴随着我们人类的整个进化过程一直走到今天;它们仍然和我们在一起--- 一个活力十足的族群,没有任何迹象表明它们在退化,它们的数量在减少。在所有的陆地动物中,按照世系的长度来算,昆虫是真正出身名门的贵族。
图54.一组常见的石炭纪植物,按树的尺寸和比例绘制。
在前面的两棵树中,左边的一棵树是封印木(Sigillaria),右边的一棵树是鳞木(Lepidodendron);背景上中间两棵树中,左边的是科达树(Cordaites),
右边的是蕨类植物;远处那些高高的树是芦木(Calamites),与我们现代的马尾蕨有亲缘关系
被人们所知道的最早的昆虫遗迹是在岩石的上部岩床找到的,而这些岩石层则是在地球史上被称之为石炭纪这个地质学时期形成的。在石炭纪时期,内海或湖泊沿岸的大多数陆地是沼泽地,上面生长着大片的树林,而我们现在的煤层就是这些树林石化以后形成的。但是在我们看来,石炭纪的陆地风景让我们觉得陌生,也觉得奇怪,因为我们已经对丰富的硬木材,阔叶树和灌木丛,以及各种各样的开花植物司空见惯了。但是在那个时代,植物的这些形态还没有哪一个已经出现。
石炭纪沼泽地的大多数下层灌丛是由类似蕨类的植物组成的,其中确实有许多是真正的蕨类植物,而且很有可能是我们现代的欧洲蕨的祖先。这些古老的蕨类植物有一些能够长得非常高大,高度超过其它一些树状植物,可以达到六十英尺,甚至更高,巨大的叶子像羽冠那样伸展开来,形成了许许多多的枝杈。另一组具有石炭纪植物群特征的植物包含了种子蕨,如此命名的原因是它们与真正的蕨类植物有些不同。尽管从整体外观上种子蕨与蕨类植物非常想象,但是它们结出的是种子,而不是孢子。种子蕨主要属于小植物,叶片精致,也很漂亮,但是这个物种没有子孙繁衍到现代。
与大量的蕨类植物和种子蕨一道,在石炭纪的沼泽地还生长着巨大的石松,或称石松属植物,其高度有时候能达到一百多英尺,在那个时候的树林里算得上最惹人注目的大树了(图54)。这些石松属植物长着高耸的圆柱形树干,树身被许许多多的小鳞片所覆盖,很有规则地呈螺旋形排列。一些石松属植物有很粗厚的侧枝,从树干的上部份分叉,册纸上长满了坚挺而又锋利的树叶;其它石松属植物则在树干的顶部结出一大簇细长的树叶,有点象我们现在的丝兰,千手兰或风尾兰的巨大变体。较大一些树的根部,其直径可达三英尺或四英尺,由分布在地下的巨大分枝所支撑,而树根正是从这些分枝长出来的 ---或许可以说,这种设计让石松属植物在沼泽地松软的泥土中有了一个宽敞的基础。
石炭纪石松属植物为我们提供了主要的煤炭资源,然而,后来它们被其它新的植物类型所替代。不过它们这个物种还没有绝迹,因为即使是在今天,我们也能够在被称之为石松的这种低矮,四季常绿的植物身上看到它们的许多代表性特征,其伸展开来的,分叉很多的主枝通常蔓生在地上,由一排排短小而坚硬的树叶覆盖着。我们最熟悉的石松属植物是“扁叶石松”,虽然这不是一个典型的物种。这种不起眼的小矮树被大量用于圣诞节的装饰物,而且现在仍然在一些地方以其柔软,宽大,类似蕨类植物的叶状茎干为我们的树林铺上了绿毯。到了秋天,扁叶石松那郁郁葱葱的暗绿色令人喜爱,与这个季节那些枯黄的落叶所形成的忧郁色调产生了很大的反差,似乎是在表现一种活力,而且正是这种活力确保了石松属植物从远古保存到现在,如果从其伟大的祖先所处的时代算起,它们在这个地球上已经生存了数百万年。“更苏植物”也是古代骄傲的石松树植物的后裔,常常被人当作神奇的保健植物卖给家庭主妇们,谎称或夸张地说这种植物具有使人返老还童的效用。
在我们现代的林区里,沿着河岸或在其它潮湿的地区,还生长着另外一种从石炭纪时代树林保存至今的植物--- 即我们通常所说的“马尾厥”,或称木贼署植物(Equisetum)。这种植物的茎干呈绿色,上面有粗糙的罗纹,带有从茎节上长出的细分枝的轮生体。我们的马尾厥是一种有检束的植物,很少能达到几英尺高度,虽然在南美洲一些国家有些品种可能高达三十英尺的;但是在石炭纪,木贼属植物的祖先的身材已经达到了树的高度(图54),其树干的粗壮程度也可以与石松属植物和巨型蕨类植物的树干相比。
除了这几种植物族群的很多代表之外(它们全都或多或少地与蕨类植物有同盟关系),石碳纪树林还包含另外一组被称作“科达树”(Cordaites)的树状植物,后来出现的苏铁,以及我们现在的银杏树或白果树,都有可能是它的后代。另外,还有某种植物的几个代表性树种是我们现在的松柏目植物的起源。
也许只有那些穿越时空回到远古时代的访客才有可能向我们完整地讲述石碳纪沼泽地里植物生长的状况,这要比我们根据岩石纪录了解情况好多了。不过,古生物学家现在手里掌握的大量材料已经很充分了,至少可以向我们描绘出一幅可信的场景画面,,帮助我们了解已知的最早的昆虫生活状态和死亡原因。
那么,居住在远古时代树林里昆虫长什么样子呢?它们也是样式古怪,居住在遥远仙境的动物吗?不,不是这个样子,至少在外表或结构方面不是这样,虽然从身体这个角度他们也许“适宜”,因为昆虫能很适应地记住在任何地方。简而言之,石碳纪昆虫主要的物种是蟑螂!是的,数百万年前的那些森林和沼泽地生活着蟑螂,而且那个时候的蟑螂与我们现在熟悉的家庭害虫,或者还没有放弃在城市居住的习惯的许多种蟑螂并没有多少不同。
无论是谁,如果他想通过查看地质记录找到昆虫进化的佐证,那么他一定会沮丧地感到失望,因为古代蟑螂(图55)和现代蟑螂(图53)的翅脉样式几乎完全相同。图 55所
示的物种,作为石碳纪蟑螂的典型样本,就能说明问题。尽管样本缺少触角,也没有腿,但是任何人都能看出,这些动物就是普通的蟑螂。因此,我们能很容易地描绘出这些远古的蟑螂,它们急促地爬上高高的,长满鳞片的石松树植物的树干,它们在蕨类植物长满树叶的茎干根部爬进爬出,而且我们也可能在缠结成团的植物垃圾堆里找到大批蟑螂出没的身影。那个时代的昆虫一定是自由的,没有敌人的侵袭,因为鸟类尚未存在,而且所有侵害其它昆虫的寄生虫的寄主当时还没有得到进化,它们的进化是后来发生的事情。
图55.石碳纪上层岩石的蟑螂化石
在伊利诺斯州发现的Asemoblatta mazona,翅膀长度为一英寸。B。在德国发现的Phyloblatta carbonaria
虽然到目前为止,已知的石炭纪昆虫数量比较大的是蟑螂,或者与蟑螂有密切关系的昆虫,但除此之外还有许多其它形态的昆虫。昆虫学者对其中某些昆虫有着特别的兴趣,原因嘛,就是因为在某些方面,这些昆虫的身体结构比任何一只现代昆虫还要简单,而且在这一方面,它们比我们所知道的任何其它昆虫更接近假象的原始昆虫。不过, 这些最古老的已知昆虫,即古网翅目昆虫(Paleodictyoptera),它们的特征与现代的昆虫形态差别甚小,不是昆虫学家,一般人几乎觉察不出来;对那些随便看看的观察者来说,古网翅目昆虫就是昆虫。它们之间的主要区别标志在于翅脉的排列式样,其翅脉与其它有翅昆虫想比更具对称性,因此很有可能更接近所有的有翅昆虫的原始祖先的翅膀。这些远古的昆虫或许不像现在大多数昆虫那样在背上折拢起自己的翅膀,由此表现出了另一个原始特征,不过这算不上区别性特征,因为现代的蜻蜓(图58)和蜉蝣(图60)在休息的时候同样使翅膀保持张开的状态。
昆虫是如何获得翅膀的?这个问题总能引起人们的特别兴趣,因为,尽管我们很清楚地知道鸟的翅膀或者蝙蝠的翅膀不过是前肢的变异形态,导致昆虫翅膀不断进化的原始器官的性质却至今仍然是一个秘密。然而,古网翅目昆虫或许可以帮助我们阐明这个问题,因为有些古网翅目昆虫,它们前胸背板的侧面边缘上各有一块很小的扁平叶片,这在化石标本上就像未发育的翅膀(图56)。这些前胸叶片的存在, 正如出现在某些最古老的昆虫身上的叶片,使人联想到这样一个观点,即真正的翅膀是从中胸和后胸上类似的叶片进化而来的。如果真是这样,我们必须把有翅昆虫的直系祖先描绘成这样的动物:它们的身体两侧各有一排叶片,每排三片,从胸部体节的边缘直挺挺的向外伸出。当然,动物不可能真的利用这种翅膀飞行,但是或许它们可以利用这样的翅膀在空中滑翔,像现代的美洲飞鼠那样从一棵树的树枝飞到另一棵树的树枝上,通过沿前腿和后腿之间身体两侧伸展的皮肤褶皱来进行。如果这样的叶片这时能在根部变得柔软灵活,那么只需要对身体已有的肌肉稍微做出调整,就可以让叶片做上下运动了;在大多数情况下,现代昆虫的翅膀仍然是借助一种非常简单的机制,其中包括额外获得的几块肌肉。
图56.已知最早的昆虫,古网翅昆虫的化石标本,小叶(a)像翅膀那样从前胸伸出
Stenodictya lobata。B。Eubleptus danielsi:T1,T2,T3,前胸体节上的三块背板
然而,从机械效能方面看,完全发育的三对翅膀似乎太多了。因此,在昆虫后来的进化中,前胸上小叶的发育只限于供滑行所用,而且在所有的现代昆虫身上,第一对这样的叶片已经失去了。此外,后来越来越多的发现表明,只用一对翅膀才能获得最佳的飞行状态;而且几乎所有的比较完善的现代昆虫都有一对尺寸减小了的后翅,并锁定到前翅上,以确保飞行的协调一致。苍蝇已经把这种进化带到一种双翅状态,而且它们实际上已经获得了成功,因为它们的后翅极大程度上被减小,再也不具备飞行器官的形态和。这样一些昆虫被称作双翅目昆虫,它们只利用高度专门化的一对翅膀有效地飞行(图167)。
在石炭纪末期阶段,古网翅目昆虫开始逐渐灭绝,而它们的消失进一步证实了这样一个观念,即它们是早期昆虫类型中最后一批幸存者。但是无论怎么讲,它们并不是昆虫的原始祖先,因为,仅从它们拥有的翅膀上看,说明它们在翅膀的发育过程中一定经历过漫长的进化;但是,对昆虫史的这一阶段的情况我们一无所知。目前已被揭示的岩石表明,那上面并不含有石碳纪沉积岩上层之下的昆虫生活状况的记录,而那个时候昆虫的翅膀已经得到了充分的发育。这一事实说明,我们在提出有关地球灭绝物种的否定陈述时必须小心谨慎,因为我们知道,早在我们获得它们存在的证据之前,昆虫一定在地球上生活了很长时期了。找不到比石炭纪昆虫还早的昆虫化石,其原因很难解释,因为数百万年来,其它动物和植物的遗迹都得以保存,所被发现的数量相对说来也很大。所以,至于昆虫变成有翅动物,几乎已经进化到现代形态之前的状况,我们并不能具体地进行了解。
图57.石蚤(Machilis),翅膀进化前古代昆虫的现代代表
目前还有一些无翅膀的昆虫。其中一些昆虫清楚地表明,它们是有翅昆虫最近的后裔。另有一些昆虫则通过自己的身体结构暗示,它们的祖先从来就没有长过翅膀。如此说来,像这样一些昆虫,或许就是通过一条长长的遗传世系,从所有昆虫原始的无翅祖先那里来到我们面前。俗称的“鱼蛾”(昆虫学家称之为衣鱼属),和它的近亲石蚤(图 57),就是我们熟悉的,真正的现代无翅昆虫的例子。如果它们的遥远祖先像它们那样脆弱,容易被压碎,我们也许就能明白,它们为什么没有在岩石上留下它们的印记。
与石碳纪蟑螂和古网翅目昆虫并存,那个时候还生活着其它几种昆虫,其中许多都是某些现代昆虫种群的代表。蜻蜓就是其中之一。某些蜻蜓的体形很大,在昆虫堆里称得上是庞然大物了,因为它们一根翅膀如果完全张开能达到两英尺,而我们现代的蜻蜓翅膀长度,即使把两根翅膀加在一起,也不会超过八英寸。但是已灭绝巨型蜻蜓翅膀的长度并不一定就意味着他们的身材比现今还存世的最大的昆虫要打很多。大体上讲,那个时候的昆虫个头都挺一般,大多数古代昆虫与现代昆虫差不了太多。
图58.蜻蜓(蜻蜓目),古代无翅昆虫种群的现代代表。成虫是强壮的飞行者,能在飞行中捕获其它昆虫;休息时,翅膀向身体两侧直接伸出。幼虫生活在水里(图59)
现代的蜻蜓(图58)以其飞行迅速而闻名,它们还有能力在飞行时瞬间改变飞行的方向。这些素质使它们能在飞行当中捕获其它昆虫,作为它们的食物来源。它们的翅膀装备有几组特殊的肌肉,而其它昆虫却没有,这样就表明,蜻蜓是从它们石炭纪祖先那里沿着自己的血脉一路传承下来的。它们至今仍然保留祖先留下的这种特性。在不使用翅膀的时候,他们不能像大多数昆虫那样把翅膀折拢起来平放在背上。较大的蜻蜓在休息的时候把翅膀笔直地向身体两侧伸出(图58);但是也有一组纤细的蜻蜓,被称作“豆娘”(整版插图1,第2图),能够以垂直平面把翅膀合拢在背上。
蜻蜓通常喜欢聚集在水域开阔的地方。在一览无遗的水面上,体形较大的蜻蜓为自己找到了一个方便的猎场;但是蜻蜓喜欢水的一个更重要的理由是它们要么把卵产在水面上,要么产在水生植物或水边植物的茎干上。蜻蜓幼虫(图59)是水栖动物,而且一定要居住在离水近的地方。它们是相貌平平,甚至有些难看的动物,丝毫没有它们父母的高雅气质。蜻蜓幼虫以其它活物为食,游泳能力使它们能够捕捉到这样的食物。它们特别长的下唇末端上长着几个抓钩(图134A),这些抓钩可以在头部前方向外射出,而幼虫就是凭借着这种武器捕获猎物。古生代时代宽阔的沼泽湖一定曾经为蜻蜓提供了一个理想的栖息地,而且很有可能已知的最远古的蜻蜓在身体结构和生活习性方面与现代蜻蜓物种没有多大差别。
图59.蜻蜓幼虫,一种水栖动物,只有准备蜕变成成虫(图58)时才会从水中离开
目前,另一种很常见的昆虫是蜉蝣,看上去好像也是古生代祖先的直系后裔(图60)。蜉蝣幼虫(图61)也生活在水里,并具有用于水中呼吸的鳃,沿身体两侧排列着一些薄片状或细丝状的结构。蜉蝣成虫(图60)是非常精致优雅的昆虫,长着四扇薄纱似的翅膀,一对长长的线状尾巴从身体后部伸出。在蜉蝣幼虫开始变形的时候,它们常常成群地出现在水面上,而且它们特别容易受到强光的吸引。由于这个原因,大批蜉蝣夜里来到城里,第二天早晨人们常常能够在墙上和窗户上看到它们。在城市,蜉蝣发觉自己正处在一个对它们天生习性和本能都非常陌生的环境里。蜉蝣并不把自己的翅膀水平地折叠起来,但是在休息的时候则垂直地收拢在背上(图60)。在这一方面,它们似乎也保留了古生代祖先的特性;不过我们必须注意到,高度进化的现代蝴蝶以同样的方式收拢自己的翅膀。
蟑螂,蜻蜓和蜉蝣都证明昆虫是一个非常古老的物种,因为,既然这些存在于古生代时期的昆虫形态几乎就是它们今天的样子,所有昆虫的原始祖先(我们没有找到相关的地质纪录)一定生活在比古生代更遥远的时代。然而,尽管我们的寻找也许会一无所获,在古生代记录发现不了昆虫的起源和昆虫发展的证据,比石炭纪更晚时期里被保存下来的物种却清楚的表明了现代昆虫随后的更高形态的进化。像甲虫,蛾,蝴蝶,黄蜂,蜜蜂和苍蝇这样一些昆虫在古老的岩石上全都没有留下遗迹,他们是后来的时期,相对说来离我们现在更近一些时期才出现的,由此我们可以通过研究它们的身体结构来确定这样一个观念,即它们是从更接近与石碳纪岩层中的古网翅目昆虫的祖先那里进化来的。
图60.蜉蝣,原始有翅昆虫另一目的代表,在古生代有许许多多的近亲(放大两倍图)
蟑螂漫长的遗传世系,其结构和形态几乎没有什么变化,为进化论的特殊课程提供了材料。如果进化一直是一个“适者生存”的问题,那么蟑螂,从其生存的状况看,一定是最好的“适者”。然而,蟑螂的适应能力具有普遍性;这种普遍性能使蟑螂在各种条件下,各种环境里成功地生活。大多数其它形态的现代昆虫则是通过更专化的习性,更特殊的生活方式和进食方式来适应环境。这样的昆虫,我们说是得到了专化,而以蟑螂为代表的那些昆虫则得到了普遍化。因此,生存要么依赖于普遍化,要么依赖于专化。动物的普遍化形态与那些特殊适应某种生活的动物的专化相比,前者在经受一系列变化的环境过程中能获得更好的生存机会。不过,如果条件和环境适合,专化的动物也有其自己的优势。
图61.蜉蝣幼虫,一种水栖动物(放大一倍半图)
这样一来,蟑螂存活到了今天,而且只要地球适合居住,它们还会继续生活下去,原因很简单,当它们被迫离开一个环境,它们有能力让自己适应另一种环境;但是我们都曾见到专化的蚊子是如何在其孳生地遭到破坏时小时不见的。出于这种考虑,我们能为人类感到一些宽慰,如果我们不介意把自己比作蟑螂;因为,就像蟑螂,人是一种无所不能的动物,有能力使自己适应所有生活条件,有能力在极端条件下继续生存。