幼虫存在的意义是什么？为什么人没有幼虫期？ 第1页

如果人类出现幼虫期，可能会和大家想象中的完全不同。

成虫寄生在幼虫体内的说法流传甚广，但这个说法实际是错误的。

虽然幼虫的细胞、组织、器官，绝大部分都被解体重构，但中枢神经的发育是一脉相承的。

成虫盘本身属于一种干细胞，早在胚胎发育出20~40细胞群的时候，就通过胚胎上皮逐渐内陷形成了。

以典型完全变态昆虫果蝇举例：

果蝇具有眼、唇、足、翅等9对表皮结构凹陷的体成虫盘，以及1一个生殖盘，共19个成虫盘^[1]。

值得说明的是，并没有与中枢神经相对应的成虫盘。

胚胎发育的早期，部分外胚层细胞就会逐渐分化成神经干细胞。

神经干细胞发育成脑/胸神经中枢之后，就会促使相关腺体分泌保幼激素和脱皮激素。

幼虫的成虫盘之所以不会发育，便是源于保幼激素的抑制。在幼虫不断蜕皮生长的过程中，成虫盘的细胞也会不断增值。

整个幼虫阶段，神经干细胞都在不断地分化，生成不同的神经元。尤其是3龄幼虫阶段，神经系统内神经细胞快速增值，并最终为蛹和成虫的神经系统打下基础。

进入幼虫发育末期之后，神经系统的发育会停滞。进入变态过程后，才会再进一步发育^[2]。

化蛹变态发育时，保幼激素分泌减少，脱皮激素分泌增多，成虫盘伸长，并向成虫器官发育：

为了适应新生成的各种器官，中枢神经系统也发生了剧烈的变化。

例如，肌肉内的神经突触会发生大规模、剧烈的重构。修剪旧的突触，并形成新的突触。甚至神经系统的离子通道也会发生相应的改变。

中枢神经系统经过一系列连续的发育，会变得比幼虫复杂得多，一部分胸腹神经节也可能出现合并的现象^[3]。但整个过程，中枢神经不会经过组织解离和彻底破坏。

除了中枢神经外，气管系统、背血管系统，等对生命有重大作用的结构的解离都会受到限制。

不少研究都表明，成虫往往能继承幼虫阶段的一些刺激和条件反射^[4]。

完全解体重构的，一般是皮细胞层、消化器官、部分肌肉，以及腺体。而这些组织、器官的重构，也并不会对中枢神经有着颠覆性的影响。

确切的说，完全变态的昆虫，其幼虫的确是成虫的幼体，只不过在长期的演化过程中，幼体已经相当的特化。除了中枢神经系统外，身体的绝大部分都进行了完全的重构。

那么，昆虫的幼虫期有什么样的存在意义呢？

这就不得不谈一谈，完全变态的演化过程了。

节肢动物早在5.4亿年前的寒武纪早期就出现了，它们坚硬的几丁质外骨骼，被后来演化出来的昆虫所继承。

但这坚硬的外骨骼有利也有弊。

在支撑身体的同时，它也限制了生长发育。昆虫和节肢动物不得不演化出了蜕皮机制。蜕皮过程，又涉及到旧细胞死亡，新组织的分化。

所以，昆虫翅和足的上皮细胞保留了分化能力，这就是成虫原基，可以说是成虫盘的雏形。

每一次蜕皮的时候，成虫原基就得到相应的分化，直到最后一次蜕皮，分化完成。

蝗虫等不完全变态的昆虫，主要是这样的发育策略。相比起完全变态的蜜蜂等，它们的身体内部并不会经历激烈的重构。

凭借着外骨骼和较发达的中枢神经，昆虫繁荣4亿多年，但内部也有了激烈的生存竞争，产生了数以百万的物种。从而造就了每个物种间，不同的生活史策略。

大约3亿~3.6亿年前，鱼类登陆前后，更高等种类的昆虫演化出了完全变态：

成虫和若虫生活史的逐渐独立，是完全变态的主要演化动力之一。

例如，早期演化出来的蜻蜓，属于介于不完全变态和完全变态之间的半变态发育。它们的幼虫是完全的水生，而且具有高掠食能力。最后脱变为成功时，虽然生理和生存状态，都发生了较大变化，但它们并不会经历完全变态的蛹阶段。

随着生活史的继续拉大，成虫和若虫最后变成了近乎完全不同的两种生物。期间的蜕皮，也演变成了更复杂的蛹化。一些比较原始的变态（原变态）类型，蛹化之后，还会经过亚成虫阶段，再经历一次蜕皮才能成为成虫。例如，蜉蝣。

虽然3亿多年前的石炭纪，处于巨虫时代。但完全变态的昆虫，拥有很小的体型。随着氧气含量的下降，此消彼长，它们逐渐发展成了最成功的物种之一。

完全变态昆虫的成功，在于幼虫生存成本的降低，只管不停吃就行了。而蛹化成成虫之后，只需要不断地交配繁殖就可以了。同样个体小，植物丰富，在鸟类演化出来之前，基本上除了内部竞争外，昆虫的生境压力也足够的小。

为什么人类没有幼虫期？

果蝇和人类，在冥冥之中其实有着某些特殊的联系。

人类有60%的基因与果蝇具有相似性，75%与疾病相关的基因都能在果蝇身上找到^[5]。

bHLH转录因子广泛存在于动植物中，同时，它对脊椎动物胚胎期神经管的形成，以及昆虫的神经发育都有着十分重要的作用^[6]。

从演化的角度来说，原口和后口动物的共同祖先大约生活在6亿多年前的埃迪卡拉纪。后口动物没有外骨骼，不会出现蜕皮现象，自然也就不会出现成虫和幼虫生活史割裂的情况。

而后来四足动物登陆之后，两栖动物之所以有变态过程。因为幼体还延续了鱼类的生活史，所以需要经历一个从水生到陆生的变态过程。爬行动物演化成了羊膜动物，彻底摆脱了水环境，自然不再需要变态过程。

羊膜动物的适应能力，远远高于两栖动物。同时无论爬行动物的卵，还是哺乳动物的怀胎，都具有更高的生殖成本，无法支撑幼体足够长的变态发育，后来的动物自然也就不可能再往变态发育的方向演化了。

最后再做一点科幻的假设。

如果在另外一个世界位面，从脊椎动物开始，并不一定不能出现蜕皮生物。

地球上无论早期海洋的盾皮鱼，还是后来穿山甲等陆生动物，都表明脊椎动物这一支是可以演化出坚硬外甲的。甚至像蛇这样的动物，由于滑行 ，也有了蜕皮的需求。

如果早期的脊椎动物点歪了进化树，是可能演化出一种蜕皮鱼的。

从地球角度来说，即便生物演化史上真的出现了这种鱼，也很容易在早起各种海洋生物制霸的情况下灭绝。但现在假设的是另外一个位面，不用管地球的真实情况。

这种蜕皮鱼登陆之后，由于成体和幼体的生活史开始拉大，它们便有了不向羊膜动物发育的可能性。相比起鱼类和两栖类，羊膜动物的生殖方式成本高，存活率高，但亲代投资也更高。

这种成年和幼体生活史拉开的脱皮鱼来说，很明显会是一种高产卵量的生殖方式。
经过一定的演化之后，幼体生活在水中，经过最后一次蜕皮，就能转化成成年体，进行完全的陆地活动。

每当春天发情的时候，又到有水的地方产卵。

那么之后的演化过程，就有两条路可选了。

1、幼体一直生活在水里。

成年体不断地演化，逐渐演化成具有更高等级的物种。

但由于水陆生活史的隔绝，当海洋发展出足够多的掠食者之后，很不利与幼体的生存。

但其实也有相应的演化策略，那就是演化出同样具有高掠食能力的幼体，例如蜻蜓的幼虫。

可以想象，在某一个星球，可能存在这样的外星人。

他们尽情的恋爱生活，完全没有生养的压力。只需要在海里产卵，可能在10年后，把一群儿女们的茧带回家，然后提供适宜的环境，让它们进行充分的变态发育。

当然，发育完成之后，由于没有陆地生活经验，还需要专门重新学习。所以这个外星人群的教育压力，并不会小。

2、在陆地上产卵。

在族群还是蒙昧状态的时候，幼年体可能到处啃食植物。由于体型够大，运动能力又差，简直就是一些掠食动物天然的美食。所以，演化之处，这个物种的生存压力相当的大。

这样的生态压之下，就很容易演化成群体照顾后代的情况。

大量产卵的群居性，自然是演化成蚂蚁或者蜜蜂那样的女王社群，才有最低的生殖成本，以及足够强的种群适应能力。

随着这群外星人的繁荣，出现的人种越来越多，迟早会出现这样的一种外星人：

寄生蜂人。

或许它们还有一个名字，叫做——异形。

参考

1. ^ Beira J V , Paro R . The legacy of Drosophila imaginal discs[J]. Chromosoma, 2016, 125(4):573-592.
2. ^ 果蝇中枢神经元钾通道的发育和调控[D]. 中国科学技术大学, 2005.
3. ^ 李兆英, 王来志, 张虹,等. 意大利蜜蜂3龄幼虫胸神经节的结构和发育[J]. 陕西学前师范学院学报, 2014, 030(001):116-119.
4. ^ 闪点. 昆虫能保留幼时记忆[J]. 科技新时代, 2008, 000(004):40.
5. ^ Reiter, L. T . A Systematic Analysis of Human Disease-Associated Gene Sequences In Drosophila melanogaster[J]. Genome Research, 2001, 11(6):1114.
6. ^ 杨腾, 王玮. 神经元的决定与bHLH转录因子[J]. 四川解剖学杂志, 2005, 13(2):23-23.