奇怪而又奇妙的蝴蝶变态发育 - 弗朗斯卡 · 保尔

观看完整视频：https://ed.ted.com/lessons/the-weird-and-wonderful-metamorphosis-of-the-butterfly-franziska-bauer

为了变成蝴蝶，毛毛虫的身体需要近乎完全分解，并以这些液体物质重新构建身体。80万种昆仲会经历幼虫到成虫的完全变态发育，其中蝴蝶只占很小的比例。这个过程究竟是怎样的？弗朗斯卡 保尔（Franziska Bauer）为我们解释了这些柔弱的幼虫是怎样变成坚硬且具有流线型外壳的敏捷成虫的。

课程讲解：弗朗斯卡 · 保尔，动画制作：奥威·欧弗（Avi Ofer）。

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视频播放结束后，
请继续观看动画制作者的故事。

为了变成蝴蝶，
毛毛虫的身体几乎完全分解，

并利用这些液体物质重塑身体。

虽然这个过程听起来既麻烦又危险，
但它却非常普遍。

有 80 万种昆虫会经历
从幼虫到成虫的完全变态发育，

其中蝶类昆虫只占很小的比例。
这 80 万种昆虫大约占

全部昆虫的 85%，
占所有已知动物种类的70%。

但毛毛虫到底是如何变成蝴蝶的呢？

当毛毛虫从卵中孵化出来，

它并不具备任何蝴蝶的身体特征，

但它的体内拥有一些细胞，
称为成虫盘。

成虫盘最终
会发育成蝴蝶的身体部分。

现在，这些细胞处于休眠状态。

保幼激素抑制着这些细胞的活动，

避免毛毛虫过早开始变态发育。

从卵孵化后，
幼虫立刻开始进食，

积累脂肪，
直到坚硬的表皮开始绷紧。

此时，蜕皮激素开始分泌，
促进表皮脱落。

在发育过程中，
毛毛虫通常需要蜕皮四次。

之后，表皮变得漂亮丰满时，

毛毛虫体内的保幼激素水平下降，

这会使毛毛虫停止进食和活动。

蜕皮激素最后一次分泌

促使毛毛虫的细胞进行自我分解。

肌肉，脂肪等组织
很快就会接近完全液化，

但成虫盘依然保持完好，
并继续发育。

与此同时，第二层皮肤蛹

会在第一层皮之下形成。

再一次的蜕皮使蛹的坚硬外壳裸露。

在成虫盘周围
只有很少的组织得到保留，

其中包括部分呼吸系统，

心脏，

一些腹部肌肉

和脑蕈形体。

幼虫解离形成的液体
为成虫盘的发育提供能量，

使其发育成眼睛，

触角，

腿，

翅膀，

外生殖器

以及其他身体部分。

一旦新的身体形成，
会进行最后一次蜕皮，

即脱掉蛹，

自此 ，一只新蝴蝶诞生了。

即便经历了如此巨大的变化，

蝴蝶依然能够保留
部分毛毛虫时期的记忆。

这很可能是由于脑蕈形体

将幼虫时期的重要知识
传递给了成年蝴蝶。

为何会有这样的发展过程出现呢？

我们目前仍不确定。

主流理论认为，毛毛虫实际上
是某个生命阶段的延迟，

而对于其他昆虫，
这个过程通常发生在卵中。

根据这个猜想，
在数百万年间，

幼虫进化出了吃掉卵壳
和在卵壳外生存的能力。

不管完全变态发育是如何开始的，

它成了大量昆虫生命循环的一部分。

对许多物种来说，

更简单的发育过程
才是它们所适应的。

完全变态发育对生存有什么好处，

才能弥补这种额外的麻烦呢？

其一，它使得幼虫和成虫

免于争夺栖息地和食物。

虽然蛹看上去很脆弱，

这种静止的状态可以
很好地帮助幼虫

渡过食物匮乏的时间。

对我们来说，
蝴蝶的变态发育

如同凤凰涅槃一般奇妙。

但是这些转化
一直都在我们身边进行着。

从独角仙

到蜜蜂，

再到蚂蚁，

不计其数脆弱的幼虫经过分解

发育成外表更为坚硬、
呈流线型的敏捷成虫。

这个视频动画由我们的

长期支持者 Avi Ofer 制作。

Avi 从 2012 年开始
就一直制作 TED-Ed 视频，

这是他在这个平台上的第 20 个视频。

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