劉曄

中國科學(xué)院動物研究所昆蟲研究專家

文 | 劉曄 中國科學(xué)院動物研究所昆蟲研究專家

???本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“格致論道講壇”（ID：SELFtalks），原文首發(fā)于2021年11月11日，原標(biāo)題為《深受古埃及人崇拜的圣甲蟲，真身竟是屎殼郎？| 劉曄》，不代表瞭望智庫觀點。

甲蟲最主要的特點是它的翅膀非常特殊：正常的昆蟲有四片翅膀，前翅和后翅都可以用于飛行。但甲蟲的前翅不能用來飛，它固化成了一個特殊結(jié)構(gòu)，叫做鞘翅，非常堅硬，像坦克裝甲一樣。而后翅是用來飛行的，當(dāng)平時不飛的時候，后翅就縮在身體后面，然后用前翅蓋好，甲蟲就成為一輛小坦克了。

甲蟲的身體結(jié)構(gòu)

這個時候甲蟲身體堅固無比，它能硬到什么程度呢？我舉個例子，我在菲律賓見到一種印象甲，把這個甲蟲放到腳底下用力踩、使勁跺，結(jié)果把腳抬開后，發(fā)現(xiàn)甲蟲抖抖身子，自由自在就走了，就像是鋼鐵俠一樣。

各種生活習(xí)性的甲蟲

由于有了這個特性，甲蟲在地球上的生存能力得到了最大提高。然后由于生活習(xí)性的分化，甲蟲的種類非常多，比如說有吃花的甲蟲、有吃葉子的甲蟲，還有一些吃樹皮、樹干和蛀木頭的。還有一些是我最喜歡的推糞的屎殼郎（上圖正下方），它是吃屎的甲蟲。甚至還有些甲蟲是吃尸體的，大家看到圖中右下的甲蟲，它在吃一只老鼠的尸體。

甲蟲的種類非常豐富，在地球上是當(dāng)之無愧的王者。大家可以看這張地球上動物種類數(shù)量的比例圖。圖中淺藍色這塊就是甲蟲，它的種類數(shù)目所占面積是最大的。小小的甲蟲能夠打敗動物界的所有其他對手，甚至地球上所有鳥類、哺乳類、魚類加起來都不如甲蟲的種類多。

我們研究還發(fā)現(xiàn)，在白堊紀時期甲蟲種類就非常豐富了，甚至比現(xiàn)在還要多。反而到了現(xiàn)代，由于環(huán)境破壞、溫室效應(yīng)還有一些干擾，甲蟲種類正在縮減。

甲蟲的種類這么多，那最大的甲蟲和最小的甲蟲分別是什么呢？

其實，最大的甲蟲可以有好多種?？茖W(xué)家很不喜歡絕對地說“最大的就是它了”。而且甲蟲雖然有那個硬殼，但是腹部的關(guān)節(jié)是軟的。就像你自己，踮踮腳就能高一點，頂頂肚子就胖一點。蟲子也會這樣，吸氣的時候身體就會長一點點，收氣的時候身體就短一點，所以沒法精確測量，只能是大概。

最大的一般是一種叫泰坦天牛（圖中左）的甲蟲，泰坦就是希臘神話里的巨人。另外還有一個比較出名的、甚至有些小朋友可能養(yǎng)過的蟲子，叫長戟大兜蟲（圖中右），其實就是獨角仙的一類，主要生活在南美洲地區(qū)。我在南美洲秘魯科考的時候，就見到了這個大甲蟲。在野外看到真正的活靈活現(xiàn)的長戟大兜蟲在樹上爬的時候，那種震撼的感覺，讓我嘴巴都張開合不攏了：“哇，這么大！” 

中國有什么大甲蟲呢？有陽彩臂金龜，傳說中的“陽百萬”，因為聽說那個蟲子能夠賣好多好多錢。但是注意了，這是中國的保護動物，大家看到以后切記要放生。

那么最小的甲蟲有哪些呢？

它叫纓翅甲，生活在蘑菇中，愛吃蘑菇的孢子。蘑菇的孢子已經(jīng)非常小了，可能0.01毫米大小的樣子。對于小甲蟲來說，小孢子對它來說就是個饅頭，直接就可以吃下去了。

最小的甲蟲：纓翅甲

大家看，這是一個蘑菇的反面，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的洞里頭，就生活著一些珍袖的小甲蟲。這個小甲蟲用顯微鏡放大以后就長這個樣子（圖）。因為它的翅膀上長得像紅纓槍的纓毛一樣，所以叫纓翅甲。

這個小甲蟲占著地球上最小的甲蟲的稱號，咱們每位同學(xué)都可能接觸過它，甚至幾乎都吃過。為什么？你們誰沒吃過蘑菇？蘑菇里頭就有它，它太小了，你沒發(fā)現(xiàn)就會把它吃進去。

這是全世界最美的、最閃耀的甲蟲，它叫彩虹屎殼郎，在北美和南美都有分布，非常漂亮，種類也很多。不要小看它，雖然它臭了點，但是經(jīng)過香水浸泡照樣能做成工藝品。

甲蟲中最出名的就是屎殼郎。屎殼郎是甲蟲大力士，人類大力士抱一個石球就已經(jīng)沒有力氣了，但是屎殼郎能推一個比身體大好幾倍的糞球推得飛快。

大家還可以看到，屎殼郎頭上有各種各樣的突起，有鋸齒狀的、有角狀的。這些角突是用來切割糞便的，可以把糞便切割成各種各樣的小塊。有的角用來把糞便切成條狀，有的角用來像叉子一樣叉糞便，有的角用來鏟糞便，有的角用來滾糞便……各種各樣的角突的存在，就是為了方便屎殼郎吃糞便。

不要小看屎殼郎，古埃及可是把屎殼郎作為神物，稱之為圣甲蟲。為什么古埃及人會把屎殼郎作為圣甲蟲呢？因為在地球上，太陽每天從東邊出來又到西邊下去，而在沙漠上，有屎殼郎推著糞球滾來滾去。他們一下子腦洞大開，說：“天上有個隱形的屎殼郎，推著太陽這個大糞球每天滾來滾去。”

他們認為太陽已經(jīng)很厲害了，竟然有一個隱形的屎殼郎神在推著太陽這個大糞球，那么這個屎殼郎就更厲害了。因此，他們就把屎殼郎稱為圣甲蟲。

埃及的很多裝飾品、工藝品都是用屎殼郎的形象做的，甚至古墓里都有屎殼郎的照片。大家看，上圖中的屎殼郎頭上就頂著一個太陽。

埃及金字塔也與屎殼郎有關(guān)，它們推的糞堆與金字塔的形狀相同。屎殼郎推著糞球埋好后就死了，但過一段時間后，糞堆下面竟然鉆出了一個屎殼郎。它嶄新發(fā)亮，比原來的屎殼郎更干凈，巫師們便認為那是原來的屎殼郎復(fù)活了。

為了學(xué)習(xí)屎殼郎的復(fù)活技能，埃及人學(xué)屎殼郎把埃及法老埋在金字塔下面，做成木乃伊，希望從中得到復(fù)活的力量。

糞球中的屎殼郎幼蟲

但實際上，埃及人的觀察并不嚴謹，其實并非是原來的屎殼郎復(fù)活了，而是新的屎殼郎長出來了。

屎殼郎也給澳大利亞幫了很大的忙。早些年澳大利亞被歐洲人殖民的時候，人們帶去了很多牛羊。牛羊數(shù)量大量增長，歐洲人和澳大利亞人都特別高興，說：“我們發(fā)財了！”

草原上的牛羊糞便

但還沒高興幾天，牛羊就爆發(fā)了大瘟疫大量死亡。人們由此發(fā)現(xiàn)了問題：草原上牛羊的糞便沒有被吃掉。為什么呢？難道澳大利亞沒有屎殼郎嗎？

其實，澳大利亞有屎殼郎。然而，雖然屎殼郎名聲不太好，但它是一種特別傲驕的小甲蟲。第一，它只吃新鮮剛出爐的糞便；第二，不同的屎殼郎只吃對應(yīng)哺乳動物的糞便。比如有專門吃猴子或羚羊、牛、人的糞便的屎殼郎，它們不能跨界吃糞便，否則會不舒服。人類把牛羊引到了澳大利亞，但當(dāng)?shù)氐氖簹だ蓞s只吃原生動物是袋鼠、考拉的糞便，不吃牛羊的糞便。

為了解決這一問題，澳大利亞人派出生物學(xué)家經(jīng)過調(diào)查研究，從歐洲、埃及、中國、北美洲都引進了屎殼郎，最后發(fā)現(xiàn)中國的屎殼郎最勤勞。這種屎殼郎叫神農(nóng)潔蜣螂。它們把牛羊糞便吃得干干凈凈，草地變得干凈整潔了，牧草再次煥發(fā)了生機，動物也可以健康地生長，最后一切都恢復(fù)到了原來的狀態(tài)。

現(xiàn)在，澳大利亞還在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)了屎殼郎雕塑，以紀念屎殼郎的功德。

大家可以看到，甲蟲還有很多漂亮的門類。下面這六個是寶石步甲，也被叫做活的珠寶，這是因為在幾百年前，這些蟲子就被歐洲人采集來做成了珠寶。

當(dāng)時歐洲人的珠寶裝飾品是用真金白銀做的，只有王公貴族才能戴得起。普通老百姓家的小姑娘看到了以后說：“哇，好漂亮！我也想戴那些珠寶！”可是太貴了買不起。于是，她們便將在森林里采蘑菇、采水果時發(fā)現(xiàn)的寶石步甲撿回去洗干凈，然后把翅膀掰下來，鑲嵌在耳朵、脖子、鞋子上面，做成裝飾品。

一傳十，十傳百，這種風(fēng)氣漸漸流傳開來，甚至流傳到了歐洲貴族的耳中。這時珠寶商人也動起了心思：既然這些蟲子如此受人喜歡，那便將它們抓起來清洗干凈后做成標(biāo)本，然后擺在櫥柜中賣出去。當(dāng)時的櫥柜中出現(xiàn)了兩種類型的珠寶，一種是礦石珠寶，如紅寶石、藍寶石、鉆石等；而另一種則是蟲子做成的珠寶。這第二種珠寶也被叫做活的珠寶，或者叫做會走路的珠寶。你買了蟲子珠寶以后，出售者就會現(xiàn)場加工、清洗、打磨、打孔，然后給你掛在脖子上。

但在工業(yè)革命后，人類發(fā)明出了塑料制品和各種各樣的工業(yè)原料，這些蟲子珠寶就逐漸賣不出去了。但是，喜歡這些寶石步甲的人越來越多，他們就成為了第一批步甲收藏家，被稱為活寶石獵人。

他們開始在世界各地收藏寶石步甲：去歐洲采集，發(fā)現(xiàn)有七十多種；去非洲采集，發(fā)現(xiàn)有一兩種；去北美調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有幾十來種。這些收集癖們都想收集更多的種類，他們四處轉(zhuǎn)悠，發(fā)現(xiàn)了一個寶地，那里的寶石步甲的種類最多。而這個寶地就是中國。

在我們的研究記錄中，全世界的寶石步甲大概有七百多種，而中國有六百多種，是寶石步甲種類最多的國家。為什么呢？因為中國的地形條件特別復(fù)雜，而寶石步甲主要在西南山區(qū)、秦嶺山脈還有長白山脈這些地區(qū)生活，因此非常豐富。

因為賣寶石步甲能得到很高的利潤，所以很多的非法分子會來中國進行偷獵采集。我以前去歐洲看過他們的昆蟲集市，也就是買賣昆蟲標(biāo)本的地方，比如上圖這只拉步甲，是國家二級保護動物，在國際黑市上一對甚至能賣到上百歐元。

為了應(yīng)對偷獵采集，中國將這些寶石步甲全都列為了二級保護動物，不論種類，對整個步甲家族都進行保護。

在北京大概就有十一種左右的步甲，有些種類甚至在小區(qū)里都能見到。但注意，這是保護動物，看到以后用手機拍照觀察就可以了，千萬不要抓起來，也不要抓走。

有同學(xué)說，那我把它抓起來摸一摸、看一看，然后放回去可以嗎？我也不建議這么做，因為寶石步甲還有一個本領(lǐng)。當(dāng)你把它抓起來以后，它會直接朝你臉上放一個超級大臭屁，這個臭屁極其濃烈、惡臭，還會刺激你的神經(jīng)末梢。雖然沒有危險，但會讓你產(chǎn)生暫時性的、刀割般的疼痛。此外，它還會有一些化學(xué)物質(zhì)和你皮膚的蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在你臉上形成一種黃褐斑，至少要一個星期以后才能洗掉。所以大家可不能小看這個美麗的寶石步甲的威力。

下面這六個蟲子叫吉丁蟲，它們是中國的神蟲。吉丁即吉祥寶運之丁，人們認為佩戴這個蟲子做的飾品可以增加好運氣。因此，在古代的時候，人們就會把這些蟲子的翅膀掰下來做成裝飾品。

大家看，這個就是日本的玉蟲寶箱，是日本最頂級的文物。它是由幾萬個吉丁的翅膀鑲嵌而成的，經(jīng)過了這么長時間，還是特別漂亮。

到現(xiàn)代以后，人類又開始重新追求自然的時尚。于是，人們又把這些吉丁蟲還有步甲撿回來做工藝品了。比如網(wǎng)上有一些珠寶展會，甚至一些服裝、模特展等，都會出現(xiàn)一些像這種吉丁鞘翅做的首飾。

你看這個衣服，就是用許多個吉丁蟲的鞘翅鑲嵌而成的。也就是說，甲蟲還能給人提供美的感覺，甚至能提供藝術(shù)品。 

那么，甲蟲只能供大家大家觀賞和推糞球嗎？不是的，甲蟲還給人類提供了大量的仿生學(xué)靈感。

舉個例子，屎殼郎經(jīng)常在污濁的糞便里鉆來鉆去，但它卻能出糞便而不染。為什么呢？這是因為屎殼郎的鞘翅表面有一些特殊的納米結(jié)構(gòu)，可以抗拒這些黏性物質(zhì)，它們因此得以干凈整潔地在糞便中穿梭、切割糞便以及吃糞便。

人類根據(jù)屎殼郎鞘翅上的這些特征，仿生制造出了不沾鍋、不沾的菜刀還有一些自潔系統(tǒng)。像中科院生物物理所就有科研人員從事這方面的開發(fā)，將通過昆蟲的身體結(jié)構(gòu)獲得的啟發(fā)運用到人類生活上面來。

步甲中還有一種叫放屁蟲，也叫加農(nóng)炮甲蟲（cannon beetle）。這種步甲體內(nèi)有一個特別特殊的腔室，叫爆炸混合腔。平時空著，當(dāng)它受到驚嚇以后，就會有兩個腺體向腔內(nèi)注射化學(xué)藥液。藥液一種是高氧化物質(zhì)，一種是高還原物質(zhì)。它們迅速在腔內(nèi)進行反應(yīng)，然后就一下子就膨脹起來了。

這個混合腔的肌肉特別發(fā)達，就像高壓鍋一樣繃得緊緊的。但如果突然間碰到它，它就會把噴射口打開，“嘭”的一聲，濃烈的高溫大臭屁就噴射出來了。它的溫度高達100度，以前我采集的時候就被燙傷過。

科學(xué)家就用放屁蟲原理，研究出了火箭上的燃料系統(tǒng)。他們把燃料系統(tǒng)分解成兩種類型，一種是高氧化物質(zhì)，相當(dāng)于氧氣，一種是高還原物質(zhì)，相當(dāng)于燃油。當(dāng)要使用的時候它們才混合在一起，然后再點燃。這就是放屁蟲給人類的一個啟迪。

螢火蟲也給了人類仿生學(xué)的啟迪。它是甲蟲中最奇葩的一類，雖然是鞘翅目昆蟲，但是它的身體卻很軟。此外，螢火蟲還有個特點是能夠發(fā)光。小小的螢火蟲并沒有提供多大的能量就能亮起非常明亮的光芒，而人類的燈泡卻很燒電。傳統(tǒng)的燈泡能量利用率有百分之三四十都算高了，而螢火蟲卻能達到百分之八十多。于是人類就學(xué)習(xí)螢火蟲的發(fā)光，發(fā)明了各種各樣的冷光源如節(jié)能燈、LED燈。

甲蟲家族給人類提供了大量的仿生學(xué)靈感，幫了人類很多忙。大家說，甲蟲是不是甲天下？

今天的報告就到這兒，謝謝大家。