蟲子不用腿能跳起來嗎？

看書上說，昆蟲都是跳高的能手。突然間想到一個問題，像跳蚤之所以能跳這麼高，是因為有腿發力的緣故，那有沒有什麼昆蟲是不用腿就能跳起來的嗎？

不用腿就可以跳起來的蟲子，我之前介紹過一個：叩甲（Elateridae，Click beetle）。這是一種仰面朝天的時候，通過背部彎曲及和關節「鎖閂」，就可以輕鬆跳起來翻身的蟲子。詳細可以看下面：

為何昆蟲不慎仰面朝天時若不及時翻身可能馬上死亡？?

www.zhihu.com

但今天想跟大家介紹一個不一樣的，不需要用腳，但是也能跳起來的蟲子。

昆蟲的成蟲都有6條足，而對於部分完全變態發育的昆蟲而言，它們的幼蟲（larva）大多都是矮胖的蛆蟲狀，它們不像成蟲一樣有靈活的六肢，只有一些短胖的前足和腹足，靠著蠕動狀來爬行。

地中海實蠅（Ceratitis capitata）幼蟲（圖片來源：參考文獻 [2]）

但你能想像這種矮胖的蛆蟲也能跳起來？

最常見的像是果蠅的幼蟲，相信應該有一些同學是見過的。早在1992年的時候就有一篇《Nature》的文章報道了果蠅幼蟲彈跳的過程，而且據測量，果蠅幼蟲的彈跳起始速度甚至達到了1.17 m/s（相比跳蚤是1.98 m/s，叩甲是2.4 m/s）^[1]。上圖所示就是這種幼蟲的樣子^[2]。

地中海實蠅（Ceratitis capitata）幼蟲彈跳的過程（圖片來源：參考文獻 [1]）

但是具體來說，這些蛆蟲到底是通過一個什麼結構來彈跳的呢？

最近，科學家通過高速攝像的方式，並通過掃描電鏡觀察，揭示了這些小蠕蟲到底是怎麼實現起跳的。

研究者們利用的是一種癭蚊科（Cecidomyiidae）花椒癭蚊屬（Asphondylia sp.）蟲子的幼蟲，它們彈跳的過程如下圖所示^[3]。

癭蚊幼蟲起跳的過程（圖片來源：參考文獻 [3]）

首先是上面的A圖，這是環狀形成的過程：這時身體的一端會固定在地上，然後彎曲自身形成一個環狀；與此同時，另一端，也就是頭部這一段會沿著地面滑動，直至尾端的尖部和頭端腹側接觸上，形成一個「閂鎖」結構。

B圖是環狀收縮的過程：可以看到幼蟲利用柔軟的身體，開始變形、壓縮、扭曲。這一部的作用在於使得體內的體液得到加壓，可以儲存彈性能量。

C圖、D圖當起跳的時候，「閂鎖」被釋放，而此時身體的尾端充當了一個「短暫的腿部結構」，用以施壓地面，並向上推動蟲體的頭端，使幼蟲在空中沿著拋物線發射、旋轉。

這一個發射過程，幼蟲最高可跳躍12.1釐米的高度，是其體長的36倍，起跳的速度約為0.97 m/s，而發射的功率密度平均達到了910 W/kg（最大甚至達到了2420 W/kg）。

儘管說它們沒有腿也沒有堅硬的外骨骼，但是這樣的「起跳成績」可以說一點不遜色於跳蚤和叩甲。甚至它們的質量比功率輸出，也已經超過了脊椎動物飛行肌肉的已知能力（例如說400 W/kg），要知道驅動這一過程的是彈性機制，而非依靠肌肉動力。

癭蚊幼蟲起跳過程中的「閂鎖」結構（圖片來源：參考文獻 [3]）

至於說關鍵的「閂鎖結構」，顯微照片顯示，在頭部腹側和尾部上都有一塊微米級別的指狀突起區域，這些絨毛狀突起可能會集體黏在一起形成「閂鎖」。

感興趣的還可以看看這個視頻^[4]（放心，沒有特別令人受不了的畫面，只是一條不斷彈跳的蟲子...）

昆蟲幼蟲是如何實現無腿彈跳的

參考

^Maitland D P. Locomotion by jumping in the Mediterranean fruit-fly larva Ceratitis capitata[J]. Nature, 1992, 355(6356): 159. https://www.nature.com/articles/355159a0
^Thomas M C, Heppner J B, Woodruff R E, et al. Mediterranean Fruit Fly, Ceratitis capitata (Wiedemann)(Insecta: Diptera: Tephritidae)[J]. Fla Depart Agr Cons Serv, DPI. Entomol Cir, 2001.
^Farley G M, Wise M J, Harrison J S, et al. Adhesive latching and legless leaping in small, worm-like insect larvae[J]. Journal of Experimental Biology, 2019, 222(15): jeb201129. https://jeb.biologists.org/content/222/15/jeb201129
^Youtube: How some maggots jump without legs | Science News https://www.youtube.com/watch?time_continue=21v=XT-E1uXPQms

你聽說過這類神奇的生物嗎？

反向跳空氣運動員·擅長以頭搶地的 跳蟲/Springtail/Collembola

先來看一段小視頻吧

BBCs Life in the Undergrowth

這些小傢伙就是跳蟲

看清楚它們怎麼跳了嗎？沒看清也沒關係，我來給你們細細講講跳蟲這類我最喜歡的小動物

人在天地之間，總是顯得有些渺小的。

莎士比亞在《哈姆雷特》裏，曾說過「天地之大，遠比你所能夢想到的還要更多」；而在《赤壁賦》裏，蘇軾也曾用「寄蜉蝣於天地，渺滄海之一粟」來感慨自己的渺小。

不過人類雖然渺小，但這世界上大多生物比人類體型更小。甚至在其中一些超小的動物眼中，微風細雨便是狂風大浪，草地土坡便是崇山峻嶺，而站立的人類，便是一眼望不到頭的蒼天巨人。

我們今天的主角——跳蟲（Collembola），便是這樣一種小小的生物。

圖：小菊花花瓣上的小小跳蟲攝影師：julian smart

名為「跳蟲」不是蟲

雖然跳蟲的名字中帶著「蟲」，長相也像蟲，然而它並不是昆蟲。

所有跳蟲都有六條腿，並且有著比較明顯的頭、胸、腹分節，從這個角度來看，它們確實符合我們對昆蟲的認知。然而相較昆蟲綱的昆蟲，跳蟲並沒有明顯的外口器，它們的嘴巴，或者說咀嚼式的口器，是陷在頭內部的，在外面根本看不到。

圖：跳蟲有六條腿和一對觸角攝影師：Stevie Smith

在過往的很長時間裡，跳蟲確實都被認為是「最原始的昆蟲」，而被劃入昆蟲綱下的彈尾目中。然而基於現有的分子證據與形態學研究，跳蟲現在被獨立出來，擁有自己專屬的綱——內口綱。

內口綱與昆蟲綱同屬六足總綱，兩者確有差異，但彼此的親緣關係還是非常近的。

圖：小小的跳蟲並沒有明顯的嘴巴攝影師：Ed Phillips

衝天而起的保命技

跳蟲之所以名為「跳蟲」，自然是因為它會跳。

和同樣以「跳」聞名的跳蚤和蚱蜢不一樣，跳蟲並不是用發達的大腿進行彈跳的。跳蟲的第四腹節有一種特化的器官，名為「彈尾器」，看起來就像是一根帶分叉的小樹枝。

圖：體視鏡下的跳蟲，尾部帶分叉的就是彈尾器攝影師：犬君

平時不使用的時候，彈尾器會被一個「支持帶」固定在腹部，看起來就像是被壓縮的彈簧，一旦遇到危險，支持帶就會鬆開，失去束縛的彈尾器會猛擊地面，然後藉助反彈的力量，將整隻跳蟲旋轉著高高拋起。

這個原理，與我們平時玩的蹦牀比較類似。

圖：一旦遇到危險，跳蟲就會騰空而起攝影師：Andrew Robertson

微觀世界裡的「寵物小精靈」

跳蟲的體型很小，通常體長不超過6毫米，其中一些體型較小的種類，體長甚至可以在1毫米以下，即使是最大跳蟲，體長也不超過2釐米。然而跳蟲雖小，五彩斑斕。

跳蟲可以被分為三大類：原跳蟲、長角跳蟲和圓跳蟲。三類跳蟲的形態各有不同，然而相同的是，它們全都體色多變，多姿多彩，非常具有觀賞性。放在體視鏡下看的話，簡直就是現實世界裡微觀版的「寵物小精靈」。

圖：各種各樣的跳蟲攝影師：AJ Cann

原跳蟲是跳蟲中最原始的一個類羣，它們體型圓鈍，接近橢圓形，腿短，觸角也短，整體看起來就像是肉呼呼的橡皮軟糖，有著好玩的呆萌感。

原跳蟲的彈尾器通常不發達，大多數時候它們也不會跳，只會老老實實地趴在地上。

圖：橡皮軟糖般的原跳蟲攝影師：Jesus Tizon

長角跳蟲則是三類跳蟲中最常見，也是平均體型最大的一個類羣。

長角跳蟲身材苗條，身體長，腿長，觸角也長，有著與原跳蟲截然不同的靈動氣質。與此同時，長角跳蟲的彈尾器非常發達，雖然在沒有危險的時候，以爬行為主，但一旦遇到危險，長角跳蟲可以輕鬆騰空而起，逃出生天。這也使得想要捕捉長角跳蟲的難度大大提升。

圖：長著長觸角的長角跳蟲攝影師：AJ Cann

圓跳蟲則是三類跳蟲中平均體型最小的一個類羣，很多時候，體長可以在1毫米以下，看起來就像是落葉上細細小小的灰塵。

而在體視鏡下，圓跳蟲則「蟲如其名」，有著圓滾滾的身體，再加上它的腦袋較之身體小，很多時候看起來，就像是一個個顏色各異的小圓球。

圖：身體圓鼓鼓的圓跳蟲攝影師：patrick bibby

這些跳蟲的體型都很小，大多時候，容易被人忽視。不過一旦放大了看，它們的美貌又常能讓人驚嘆。

潮濕陰暗處的小精靈

跳蟲的眼睛不發達，它們一般複眼退化，只有8或8以下的小眼，通常只具備感光功能。

這是因為它們通常居住於土壤、落葉堆、水面、苔蘚叢、雪面上、樹上，及很深的土壤縫隙中，各種隱祕而「見不得光」的場所，所以並不需要發達的眼睛輔助它們生存。

圖：跳蟲只有退化的眼點攝影師：Ronald Beer

雖然跳蟲的生存不需要光，但另一樣元素卻必不可少——水分。

跳蟲是靠皮膚呼吸的，它們的皮膚有著帶孔的角質層，必須保持濕潤，才能進行充分的氣體交換。如果環境太過乾燥，跳蟲很快會因脫水而死，因此跳蟲必須生活在潮濕的環境中。

除了彈尾器外，跳蟲還有一類特有的器官——黏管。黏管位於腹部第一節的腹面，看起來就像是一個開口的小管子，可以用來保持水分平衡。

圖：體視鏡下的跳蟲，腹部那個鼓起來的小管就是黏管攝影師：犬君

它們以腐爛的植物材料、真菌、細菌、腐肉等為生，是自然界裏的分解者、食腐者。它們參與分解枯枝落葉，促進生態系統的能量循環。雖然單個個體的體型很小，但是整體的數量非常驚人。

它們是世界上數量最多的「宏觀動物」，並以羣居為主，在一些地方，種羣密度可以達到驚人的每平米十萬隻。

圖：羣居的原跳蟲攝影師：Maurice

即使單個個體體型小，能力也有限，以億計的個體聚集在一起，同樣能發揮巨大的力量。跳蟲還能攜帶真菌的孢子，輔助真菌與細菌的傳播，對於維護土壤環境有重要的作用。

只要有落葉土壤的地方，基本都能找到跳蟲的身影。只是大部分情況下，它們因為體型太小，存在感低，不引人注意罷了。

圖：腐木上的原跳蟲攝影師：Roman Willi

它們無處不在，甚至在地下1980米深的地方，都能找到它們活躍的身影——在喬治亞一個洞穴地下1980米深的地方，有一種穴居跳蟲，這種跳蟲是至今為止，地球上發現的棲息地位於地表以下最深處的宏觀動物！

圖：地表以下最深處的宏觀動物攝影師：Enrique Baquero

特殊的生命週期

跳蟲的主要繁殖方式是孤雌生殖，屬於單性繁殖的一種，雌性不需要雄性，便可自行繁殖。

跳蟲存在「表變態」現象，剛出生的幼體和成體沒什麼差別，就是體型較小；而到了成蟲期，依舊可以反覆蛻皮，繼續生長。

跳蟲獨特之處在於，昆蟲蛻皮後是越長越大，而跳蟲蛻皮後可以變小。如果溫度過高，不利於生存，跳蟲可以通過蛻皮，減少最多30%的體型，以適應環境。

圖：跳蟲成年後也可以繼續蛻皮攝影師：Shane Jones

跳蟲就像是電腦的後臺程序，雖然平時你可能從未注意到它，它卻在暗地裡默默維持著「地球online」這個大型軟體的穩定運行。

而它們五彩斑斕的身體，也是常人難以注意到的，自然界裏一抹隱藏著的亮色。

?犬君拌汪醬原文刊載於《金色少年》，非請勿取

歡迎關注…不是，請務必關注這條從事生態行業的小說狗?犬君拌汪醬！

謝謝！

有的哇，我來佐證

比較噁心，不建議觀看

視頻鏈接在此：

https://b23.tv/av64525191?

b23.tv

跳蟲

已有的三個回答已經說的很明白了，但是這個問題讓我想起了我小時候被嚇了一跳的經歷。

跳蟲的英文名還是很生動形象的，Click beetle。為什麼叫這個，因為它跳的時候，有很響亮的

「啪！」

的一聲。我清楚地記得小時候在院子裏土地上看到一個灰藍色的小圓石頭，扁扁的，亮亮的像拋過光，彷彿埋在土裡只露出了一個頂部的小寶石那樣，格外顯眼。正當年少無知的我伸手要去撿，滿心歡喜以為看到了寶貝，說時遲那時快突然就聽到很清脆的「啪」的一聲，這塊小石頭就跳到了我臉上。它彈起來的過程我看的很真切，彷彿慢動作一樣，身子一彎折，一下就彈了起來。原來它並不是一塊石頭而是一個扁平的「物體」，身子彎的樣子很像女孩子用的黑色發卡彎著的角度，就這樣：