

草原沫蝉,也称为沫蝉,大小约等于小指甲。然而,它们微小的身体却能完成一些惊人的壮举。科学家们首次能够量化这些昆虫令人印象深刻的吸力能力,这使它们能够以不寻常的植物来源为食。
沫蝉以植物汁液为食,但不是大多数其他昆虫赖以生存的那种。大多数吸食汁液的昆虫饮用的是韧皮部汁液,这是一种含糖液体,由于植物循环在该部分的阳压而很容易从植物导管中喷出。但沫蝉不走捷径。它们以木质部为食——一种含水量高、营养稀疏的液体,通过负压在植物导管中流动。为了提取木质部汁液,沫蝉产生的吸力高达 1.6 兆帕(相比之下,大象只能产生 0.02 兆帕)。研究结果发表在 《英国皇家学会学报 B》。
为了弄清楚这些昆虫是如何实现这种吸力能力的,科学家们对它们的小头部进行了显微 CT 扫描(类似于常规 CT 扫描,但分辨率更高)。他们发现,它们细小的头部大部分被唇咽泵占据。这个泵的作用类似于膈肌——头部的一块肌肉收缩并拉动唇咽泵,产生巨大的吸力。然后,沫蝉有节奏地拉动这个膈肌以持续吸食。弗吉尼亚理工大学的生物力学家 Jake Socha(未参与这项研究)告诉 《科学新闻》:“这些昆虫非常适应”产生这些极端负压。
这种吸力有多么令人印象深刻,不应被低估。不列颠哥伦比亚大学的动物学家、该研究的作者之一 Philip G. D. Matthews 告诉 《纽约时报》,即使这些昆虫“站在自由女神像的火炬顶端,它们也可以用一根吸管从地面一直伸到地面的水杯里,并且可以很愉快地吸上来。”
沫蝉为了它们的晚餐付出了巨大的努力。吸食不仅极其耗费体力,而且木质部汁液营养极度匮乏,以至于它们每天必须喝下相当于自身体重 100 到 1000 倍的汁液才能维持微小的身体——有时它们会连续 24 小时饮水。
所有这些吸食都会导致大量的排尿。沫蝉排泄的液体量如此之大,以至于它们可能会把自己淹死,这就是为什么它们还发展出了另一个解剖上的异常:一个臀部弹射器,可以将尿滴安全地弹射出体外两到四英寸的距离。
尽管它们的进食过程很费力,但沫蝉的努力是有回报的,即使是从最难处理的植物中进食。科学家团队研究了这些昆虫在不同粘度和压力的液体中表现如何,它们似乎做得很好。
Matthews 说:“这就是它们的存在。‘喝水、过滤、排尿和泵送。’”