绿圆跳虫Sminthurus viridis (图片来源:www.chaosofdelight.org)
跳虫简称䖴,英文名为springtail,是节肢动物门昆虫纲弹尾目(Collembola)生物的俗称。跳虫腹部末端有弹跳器,故名弹尾目。跳虫具有特殊的腹管,位于第一腹节的腹面,具有附着、分泌、排泄及整理体毛等作用。大多数跳虫有弹跳结构,由位于第3腹节的握弹器与第4腹节和第5腹节的弹器共同组成。通常情况下,弹器被固定在握弹器上。跳虫跳跃时,正是依赖于其特有的“弹器-握弹器”结构与身体之间的相对位置变化来完成。当握弹器放开时,弹器迅速伸开,将整个身体弹出。一些测量显示,跳虫一次可弹出10cm,相当于自身体长的300~1000倍。
跳虫身体结构图 (图片来源: www.collembola.org/)
跳虫是最早出现在陆地的六足动物之一,最古老的跳虫化石发现于约4亿年前的泥盆纪早期的莱尼燧石(Rhynie Chert)中。跳虫分布很广,除了在海中和淡水水面以下的水体中外,几乎任何有生命存在的地方都有跳虫栖息。跳虫与线虫、螨构成三大土壤动物类群,它们在土壤生态系统中扮演重要的角色。跳虫体型小巧,仅0.2~10mm,大多喜欢生活在潮湿的环境中,如土壤、腐殖质、原木、粪便和洞穴等。跳虫的密度十分惊人,经常大量聚集,在阔叶林和针叶林的自然土壤中每平米有一百万个跳虫,在农业土壤中一般为每平米1万个跳虫。跳虫以腐败的动植物残骸、腐殖质、细菌和真菌为主要食物,有些种类取食孢子、发芽的种子、花粉、活植物的组织,还有极少数肉食性种类,捕食线虫等小动物。跳虫还是大多数捕食性节肢动物的食物,是食物链中不可缺少的一环。土壤中的跳虫还是污染监测的明星生物。跳虫的群落、个体以及分子毒理等生物学指标,均能真实而又直观地反映土壤的健康状况,为土壤污染诊断提供重要的科学依据。
左:保存在琥珀中的跳虫 (图片来源:www.uua.cn/);右:两种不同大小的跳虫, Sminthurinus aureus & Dicyrtoma fusca (图片来源:van Duinen, J.)
蜘蛛、步甲幼虫、拟蝎和螨捕食跳虫(图片来源:www.janvanduinen.nl/collembolaengels)
跳虫种类繁多,全世界已描述的跳虫有8800种,中国仅描述了400余种。跳虫形态差异巨大,每侧单眼8个,但有些种类无单眼。触角4节;足无跗节。凡腹部由6节组成的,叫节腹亚目(一般跳虫);如果腹部6节愈合成一个球形时,就叫愈腹亚目(圆跳虫)。跳虫的交配方式和我们所熟知的昆虫有很大的不同,许多雄性跳虫并不通过直接接触将精子转移给雌性跳虫,而是将精囊产在土壤、枝头等地方,想尽各种方法吸引雌性前来。跳虫繁殖速度快,一年至少繁殖四代,生长繁殖周期短。实验室内培养发现在适宜的条件下白符跳虫卵(Folsomia candida)在7~10天即可孵化。
左:跳虫和精囊 (图片来源:www.janvanduinen.nl/collembolaengels);右:跳虫卵和成虫 (图片来源:www.janvanduinen.nl/collembolaengels)
参考资料:
Bellinger, P.F., Christiansen, K.A. & Janssens, F. 1996-2018. Checklist of the Collembola of the World. http://www.collembola.org
http://www.janvanduinen.nl/collembolaengels
https://www.chaosofdelight.org/
https://www.uua.cn/
卜云, 高艳. 跳虫——土壤污染的晴雨表. 科学教育与博物馆, 2014: 37-39.
陈建秀, 麻智春, 严海娟, 张峰. 跳虫在土壤生态系统中的作用.生物多样性, 2007: 154-161.
贾少波, 贾鲁. 跳虫与“会跳跃的虫类”. 生物学教学. 2010, 35: 63-64.