劉曄

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所昆蟲(chóng)研究專(zhuān)家

文 | 劉曄 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所昆蟲(chóng)研究專(zhuān)家

???本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“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(chóng)，真身竟是屎殼郎？| 劉曄》，不代表瞭望智庫(kù)觀點(diǎn)。

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

甲蟲(chóng)的身體結(jié)構(gòu)

這個(gè)時(shí)候甲蟲(chóng)身體堅(jiān)固無(wú)比，它能硬到什么程度呢？我舉個(gè)例子，我在菲律賓見(jiàn)到一種印象甲，把這個(gè)甲蟲(chóng)放到腳底下用力踩、使勁跺，結(jié)果把腳抬開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)甲蟲(chóng)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(chóng)

由于有了這個(gè)特性，甲蟲(chóng)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(chóng)的種類(lèi)非常多，比如說(shuō)有吃花的甲蟲(chóng)、有吃葉子的甲蟲(chóng)，還有一些吃樹(shù)皮、樹(shù)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(chóng)。甚至還有些甲蟲(chóng)是吃尸體的，大家看到圖中右下的甲蟲(chóng)，它在吃一只老鼠的尸體。

甲蟲(chóng)的種類(lèi)非常豐富，在地球上是當(dāng)之無(wú)愧的王者。大家可以看這張地球上動(dòng)物種類(lèi)數(shù)量的比例圖。圖中淺藍(lán)色這塊就是甲蟲(chóng)，它的種類(lèi)數(shù)目所占面積是最大的。小小的甲蟲(chóng)能夠打敗動(dòng)物界的所有其他對(duì)手，甚至地球上所有鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)、魚(yú)類(lèi)加起來(lái)都不如甲蟲(chóng)的種類(lèi)多。

我們研究還發(fā)現(xiàn)，在白堊紀(jì)時(shí)期甲蟲(chóng)種類(lèi)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(chóng)種類(lèi)正在縮減。

甲蟲(chóng)的種類(lèi)這么多，那最大的甲蟲(chóng)和最小的甲蟲(chóng)分別是什么呢？

其實(shí)，最大的甲蟲(chóng)可以有好多種?？茖W(xué)家很不喜歡絕對(duì)地說(shuō)“最大的就是它了”。而且甲蟲(chóng)雖然有那個(gè)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(diǎn)，頂頂肚子就胖一點(diǎn)。蟲(chóng)子也會(huì)這樣，吸氣的時(shí)候身體就會(huì)長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn)，收氣的時(shí)候身體就短一點(diǎn)，所以沒(méi)法精確測(cè)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(chóng)，泰坦就是希臘神話(huà)里的巨人。另外還有一個(gè)比較出名的、甚至有些小朋友可能養(yǎng)過(guò)的蟲(chóng)子，叫長(zhǎng)戟大兜蟲(chóng)（圖中右），其實(shí)就是獨(dú)角仙的一類(lèi)，主要生活在南美洲地區(qū)。我在南美洲秘魯科考的時(shí)候，就見(jiàn)到了這個(gè)大甲蟲(chóng)。在野外看到真正的活靈活現(xiàn)的長(zhǎng)戟大兜蟲(chóng)在樹(shù)上爬的時(shí)候，那種震撼的感覺(jué)，讓我嘴巴都張開(kāi)合不攏了：“哇，這么大！” 

中國(guó)有什么大甲蟲(chóng)呢？有陽(yáng)彩臂金龜，傳說(shuō)中的“陽(yáng)百萬(wàn)”，因?yàn)槁?tīng)說(shuō)那個(gè)蟲(chóng)子能夠賣(mài)好多好多錢(qián)。但是注意了，這是中國(guó)的保護(hù)動(dòng)物，大家看到以后切記要放生。

那么最小的甲蟲(chóng)有哪些呢？

它叫纓翅甲，生活在蘑菇中，愛(ài)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(duì)于小甲蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，小孢子對(duì)它來(lái)說(shuō)就是個(gè)饅頭，直接就可以吃下去了。

最小的甲蟲(chóng)：纓翅甲

大家看，這是一個(gè)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(chóng)。這個(gè)小甲蟲(chóng)用顯微鏡放大以后就長(zhǎng)這個(gè)樣子（圖）。因?yàn)樗某岚蛏祥L(zhǎng)得像紅纓槍的纓毛一樣，所以叫纓翅甲。

這個(gè)小甲蟲(chóng)占著地球上最小的甲蟲(chóng)的稱(chēng)號(hào)，咱們每位同學(xué)都可能接觸過(guò)它，甚至幾乎都吃過(guò)。為什么？你們誰(shuí)沒(méi)吃過(guò)蘑菇？蘑菇里頭就有它，它太小了，你沒(méi)發(fā)現(xiàn)就會(huì)把它吃進(jìn)去。

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

甲蟲(chóng)中最出名的就是屎殼郎。屎殼郎是甲蟲(chóng)大力士，人類(lèi)大力士抱一個(gè)石球就已經(jīng)沒(méi)有力氣了，但是屎殼郎能推一個(gè)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(lái)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(lái)把糞便切成條狀，有的角用來(lái)像叉子一樣叉糞便，有的角用來(lái)鏟糞便，有的角用來(lái)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(chēng)之為圣甲蟲(chóng)。為什么古埃及人會(huì)把屎殼郎作為圣甲蟲(chóng)呢？因?yàn)樵诘厍蛏?，太?yáng)每天從東邊出來(lái)又到西邊下去，而在沙漠上，有屎殼郎推著糞球滾來(lái)滾去。他們一下子腦洞大開(kāi)，說(shuō)：“天上有個(gè)隱形的屎殼郎，推著太陽(yáng)這個(gè)大糞球每天滾來(lái)滾去。”

他們認(rèn)為太陽(yáng)已經(jīng)很厲害了，竟然有一個(gè)隱形的屎殼郎神在推著太陽(yáng)這個(gè)大糞球，那么這個(gè)屎殼郎就更厲害了。因此，他們就把屎殼郎稱(chēng)為圣甲蟲(chóng)。

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(gè)太陽(yáng)。

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(guò)一段時(shí)間后，糞堆下面竟然鉆出了一個(gè)屎殼郎。它嶄新發(fā)亮，比原來(lái)的屎殼郎更干凈，巫師們便認(rèn)為那是原來(lái)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(chóng)

但實(shí)際上，埃及人的觀察并不嚴(yán)謹(jǐn)，其實(shí)并非是原來(lái)的屎殼郎復(fù)活了，而是新的屎殼郎長(zhǎng)出來(lái)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(shí)候，人們帶去了很多牛羊。牛羊數(shù)量大量增長(zhǎng)，歐洲人和澳大利亞人都特別高興，說(shuō)：“我們發(fā)財(cái)了！”

草原上的牛羊糞便

但還沒(méi)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(wèn)題：草原上牛羊的糞便沒(méi)有被吃掉。為什么呢？難道澳大利亞沒(méi)有屎殼郎嗎？

其實(shí)，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(chóng)。第一，它只吃新鮮剛出爐的糞便；第二，不同的屎殼郎只吃對(duì)應(yīng)哺乳動(dòng)物的糞便。比如有專(zhuān)門(mén)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(huì)不舒服。人類(lèi)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(dòng)物是袋鼠、考拉的糞便，不吃牛羊的糞便。

為了解決這一問(wèn)題，澳大利亞人派出生物學(xué)家經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，從歐洲、埃及、中國(guó)、北美洲都引進(jìn)了屎殼郎，最后發(fā)現(xiàn)中國(guó)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(jī)，動(dòng)物也可以健康地生長(zhǎng)，最后一切都恢復(fù)到了原來(lái)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(jì)念屎殼郎的功德。

大家可以看到，甲蟲(chóng)還有很多漂亮的門(mén)類(lèi)。下面這六個(gè)是寶石步甲，也被叫做活的珠寶，這是因?yàn)樵趲装倌昵埃@些蟲(chóng)子就被歐洲人采集來(lái)做成了珠寶。

當(dāng)時(shí)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(shuō)：“哇，好漂亮！我也想戴那些珠寶！”可是太貴了買(mǎi)不起。于是，她們便將在森林里采蘑菇、采水果時(shí)發(fā)現(xiàn)的寶石步甲撿回去洗干凈，然后把翅膀掰下來(lái)，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(kāi)來(lái)，甚至流傳到了歐洲貴族的耳中。這時(shí)珠寶商人也動(dòng)起了心思：既然這些蟲(chóng)子如此受人喜歡，那便將它們抓起來(lái)清洗干凈后做成標(biāo)本，然后擺在櫥柜中賣(mài)出去。當(dāng)時(shí)的櫥柜中出現(xiàn)了兩種類(lèi)型的珠寶，一種是礦石珠寶，如紅寶石、藍(lán)寶石、鉆石等；而另一種則是蟲(chóng)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(huì)走路的珠寶。你買(mǎi)了蟲(chóng)子珠寶以后，出售者就會(huì)現(xiàn)場(chǎng)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(lèi)發(fā)明出了塑料制品和各種各樣的工業(yè)原料，這些蟲(chóng)子珠寶就逐漸賣(mài)不出去了。但是，喜歡這些寶石步甲的人越來(lái)越多，他們就成為了第一批步甲收藏家，被稱(chēng)為活寶石獵人。

他們開(kāi)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(lái)種。這些收集癖們都想收集更多的種類(lèi)，他們四處轉(zhuǎn)悠，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)寶地，那里的寶石步甲的種類(lèi)最多。而這個(gè)寶地就是中國(guó)。

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(guó)有六百多種，是寶石步甲種類(lèi)最多的國(guó)家。為什么呢？因?yàn)橹袊?guó)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(zhǎng)白山脈這些地區(qū)生活，因此非常豐富。

因?yàn)橘u(mài)寶石步甲能得到很高的利潤(rùn)，所以很多的非法分子會(huì)來(lái)中國(guó)進(jìn)行偷獵采集。我以前去歐洲看過(guò)他們的昆蟲(chóng)集市，也就是買(mǎi)賣(mài)昆蟲(chóng)標(biāo)本的地方，比如上圖這只拉步甲，是國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，在國(guó)際黑市上一對(duì)甚至能賣(mài)到上百歐元。

為了應(yīng)對(duì)偷獵采集，中國(guó)將這些寶石步甲全都列為了二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，不論種類(lèi)，對(duì)整個(gè)步甲家族都進(jìn)行保護(hù)。

在北京大概就有十一種左右的步甲，有些種類(lèi)甚至在小區(qū)里都能見(jiàn)到。但注意，這是保護(hù)動(dòng)物，看到以后用手機(jī)拍照觀察就可以了，千萬(wàn)不要抓起來(lái)，也不要抓走。

有同學(xué)說(shuō)，那我把它抓起來(lái)摸一摸、看一看，然后放回去可以嗎？我也不建議這么做，因?yàn)閷毷郊走€有一個(gè)本領(lǐng)。當(dāng)你把它抓起來(lái)以后，它會(huì)直接朝你臉上放一個(gè)超級(jí)大臭屁，這個(gè)臭屁極其濃烈、惡臭，還會(huì)刺激你的神經(jīng)末梢。雖然沒(méi)有危險(xiǎn)，但會(huì)讓你產(chǎn)生暫時(shí)性的、刀割般的疼痛。此外，它還會(huì)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(gè)星期以后才能洗掉。所以大家可不能小看這個(gè)美麗的寶石步甲的威力。

下面這六個(gè)蟲(chóng)子叫吉丁蟲(chóng)，它們是中國(guó)的神蟲(chóng)。吉丁即吉祥寶運(yùn)之丁，人們認(rèn)為佩戴這個(gè)蟲(chóng)子做的飾品可以增加好運(yùn)氣。因此，在古代的時(shí)候，人們就會(huì)把這些蟲(chóng)子的翅膀掰下來(lái)做成裝飾品。

大家看，這個(gè)就是日本的玉蟲(chóng)寶箱，是日本最頂級(jí)的文物。它是由幾萬(wàn)個(gè)吉丁的翅膀鑲嵌而成的，經(jīng)過(guò)了這么長(zhǎng)時(shí)間，還是特別漂亮。

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

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

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

舉個(gè)例子，屎殼郎經(jīng)常在污濁的糞便里鉆來(lái)鉆去，但它卻能出糞便而不染。為什么呢？這是因?yàn)?strong>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(lèi)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(kāi)發(fā)，將通過(guò)昆蟲(chóng)的身體結(jié)構(gòu)獲得的啟發(fā)運(yùn)用到人類(lèi)生活上面來(lái)。

步甲中還有一種叫放屁蟲(chóng)，也叫加農(nóng)炮甲蟲(chóng)（cannon beetle）。這種步甲體內(nèi)有一個(gè)特別特殊的腔室，叫爆炸混合腔。平時(shí)空著，當(dāng)它受到驚嚇以后，就會(huì)有兩個(gè)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(jìn)行反應(yīng)，然后就一下子就膨脹起來(lái)了。

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

科學(xué)家就用放屁蟲(chóng)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(lèi)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(shí)候它們才混合在一起，然后再點(diǎn)燃。這就是放屁蟲(chóng)給人類(lèi)的一個(gè)啟迪。

螢火蟲(chóng)也給了人類(lèi)仿生學(xué)的啟迪。它是甲蟲(chóng)中最奇葩的一類(lèi)，雖然是鞘翅目昆蟲(chóng)，但是它的身體卻很軟。此外，螢火蟲(chóng)還有個(gè)特點(diǎn)是能夠發(fā)光。小小的螢火蟲(chóng)并沒(méi)有提供多大的能量就能亮起非常明亮的光芒，而人類(lèi)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(chóng)卻能達(dá)到百分之八十多。于是人類(lèi)就學(xué)習(xí)螢火蟲(chóng)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(chóng)家族給人類(lèi)提供了大量的仿生學(xué)靈感，幫了人類(lèi)很多忙。大家說(shuō)，甲蟲(chóng)是不是甲天下？

今天的報(bào)告就到這兒，謝謝大家。