金蟬脫殼十七載

鮑約瑟

蟬俗稱「知了」，古人對蟬似乎都頗有好感，認為蟬在土中蟄居後能復出和蛻殼代表著重生，表明自己死後仍有復活的可能。在殷墟商代晚期的墓葬中就有口含玉蟬的人出土，乾隆下葬時嘴裡還含有玉蟬。古代仕女更以蟬鬢為美，以金蟬作首飾。

全世界共有二千多種蟬，蟬通常每年都會出現一次，但有三種是17年蟬，四種是13年蟬。17年蟬主要分佈在美國東北部及加拿大部分地區，而13年蟬通常在美國南部和中西部。

大批週期蟬出現的壯觀景象可把第一批來到北美的歐洲人嚇壞了，一度認為是發生了聖經上提到的「蝗災」，而稱週期蟬為「蝗蟲」。現存最早的有關週期蟬的英文文獻，是由抵達美國的清教徒在1634年於普利茅斯記錄下來的。

蟬雖不被大多數人所關注，但牠卻也是天地萬物之中一種奇妙的存在。

週期蟬的形態

成蟲蟬一般長2.4至3.3釐米，雌性比雄性略大。頭部有兩個紅色突出的複眼，三個單眼，像注射針一樣中空的嘴。胸部有前翅和後翅兩組翅膀，翅膀透明，翅脈為橙色或黑色。

蟬的發聲

蟬的鳴聲也早已為人熟知，蘇東坡曾有「綠槐高處一蟬吟」的描述。蟬鳴在古希臘人心中不是擾人的噪聲，而是一種美妙之音，被尊稱為「歌唱女王」。

蟋蟀等昆蟲都用雙翅相互摩擦發聲，但蟬卻是用位於第一、二腹節內的發音肌伸縮拉動鼓膜發聲，並由一個中空的鼓室引起共鳴，使鳴聲格外響亮。發出的音量可達80至100分貝，類似於人所發出的驚叫聲或汽車經過時的音量，甚至可遠傳至兩里以外，是昆蟲世界中最響亮的聲音。昆蟲學家認為，這種聲音可通過傷害捕食者的聽覺來保護其幼蟲；但只有雄蟬能發聲，雌蟬的發音器構造不完全，不能發聲。鏡膜是蟬接受聲波的聽器官，也在腹部。

週期蟬的生態

蟬的一生要經過受精卵、幼蟲、成蟲三個階段。大部分時間以幼蟲形態穴居在地下，稱為若蟲。

蟬產卵於樹枝裡，多呈白色，長條狀，約一毫米長。卵在當年並不孵化，要到第二年的夏季才孵化成幼蟲。

剛從蟬卵中孵化出來的幼蟲，只有跳蚤一般大小。當落地找到合適的地點後，就用前足挖掘隧道來居住，以其錐形的刺吸式口器，吸食植物根部的營養汁液來維持生命。

若蟲在地下時要蛻殼四次左右，每蛻一次殼就會長大兩倍。到出土時，已與成蟬的大小和形狀相差無幾。

若蟲是個出色的「氣象觀察員」。牠能隔著隧道頂部一指厚的一層薄土，正確地判斷地面上溫度和晴雨的變化。在17或13年後的5、6月間，當土壤溫度達到64華氏度（18.33攝氏度）時，大批若蟲就會在黃昏或夜間鑽出土來，不斷地攀爬到樹上。每棵樹上都有幾百隻週期蟬，其密度可以達到每英畝（大約是中國的六畝多）150萬隻之巨！

若蟲爬到樹上後開始進行最後一次蛻殼。當背上出現一條黑色的裂縫後，蟬就慢慢地從裂縫中爬出來。在上半身獲得自由以後，就將雙翼展開。此時蟬必須垂直面對樹身，這一點非常重要，否則翅膀就會發育畸形。如果在雙翼展開的過程中受到干擾，這隻蟬將終生殘廢，也許根本無法飛行並且無法發聲。

剛出殼時蟬的雙翼是軟的，不能飛，必須通過翅中體液管內的液體壓力而使雙翼伸開。當液體被抽回蟬體內時，展開的雙翼就已經變硬。整個過程約在一個小時左右，新的外殼需要幾個小時才能變硬，出殼後的蟬只能存活60至70天。在此期間，牠們靠刺吸植物的汁液過活，主要任務是交配產卵，繁殖後代。

在交配前，雄蟬會發出響亮的叫聲，用以吸引雌性前來交配。交配後，雄蟬便等待死亡，雌蟬會在樹枝上鑽孔、產卵。

卵多產在四至五毫米粗的枝梢上。雌蟬使用鋸狀的產卵器在樹枝上切出一個小口袋，在其中放置24至28個卵，然後向前移動，切開另一個口袋，並產下更多卵。口袋緊密排列成一排，每隻雌蟬一生可產下四百至六百個卵。產卵後雌蟬不吃不喝，也達到了生命的終結，很快死去，但產下的卵卻迎來了下一個生命的循環。

進化論難以回答的問題

週期蟬的特殊經歷向進化論提出了難以回答的問題，例如：為甚麼蟬要在地下生活17年，而出土變成成蟲後只存活了一個多月？為甚麼週期蟬的週期都是質數？

自十七世紀中葉以來，包括達爾文在內的眾多學者，對週期蟬的物種形成及生命週期進化的研究從未停止。以下為他們的一些意見。

1.可能是為了躲避天敵。

蟬有許多天敵，常見的有鳥類、浣熊、老鼠、蟾蜍、蜘蛛和松鼠等，甚至人。如果大部分時間都蟄伏在土壤中，就能避開天敵，把生命週期延長。

2.通過無數的蟬同時出土，蟬的數量遠遠超過了所有捕食者的總和。即使被吃，仍然會有大量的蟬存留來繁殖和延續這個物種，這是一種稱為獵物飽食的生存策略。

3.可能是為了適應地球上的冰期。

一些科學家認為，週期蟬大約起源於180萬年前。當時，北美地區氣候未如現在穩定，地球上每隔一段時間就會出現冰川活動。蟬在冰期寒冷的氣候中就難以孵化或延長發育週期，甚至凍死。為了不被凍死，牠們就會躲避在土壤深處，因此演化成較長的生命週期，以提高群體存活率。

4.通過使用質數，避免與其他週期蟬重疊。

有人通過模擬計算發現，偶數生命週期的蟬（如12/14/16/18年等）會頻繁相遇，受到生態學上阿利效應的影響而產生激烈的種內競爭。同時，不同生命週期蟬的雜交會造成種群的退化。只有選擇了17和13年質數生命週期的蟬，在最少的相遇機會下才能相安無事，避免了資源競爭和基因雜交，從而實現種群的存續。

還有人認為，週期蟬的生命週期可因進化上的一次隨機事件而變化。根據「捕食者飽食效應」，種群個體必須在同一時間大量出現，才能在天敵的捕食中存活下來。這樣的機遇在其進化的歷史過程中不會時時出現，因此，現存的每一個種群的產生，都是進化上的一次隨機事件和嚴苛自然選擇的結果，但這種維持特定生命週期的機制，仍有待進一步研究。

以上都沒有說明，每年出現的蟬和其他昆蟲也都有天敵和同樣的氣候變遷，為甚麼都沒有進化出這種奇特的生活方式呢？既然每年出現仍能延續物種，那又何必在地下避居17年？況且地下也有鼴鼠、真菌等天敵。

對此，聲稱進化論是科學事實的主流科學家們，儘管絞盡腦汁地鑽研，但直到今天，依然未有一致的見解。因為沒有一個足夠清晰的理論，可以說明為甚麼週期蟬有蟄居地下這麼長的質數週期，這種週期是怎麼演化來的，又有何「目的」？

蟬和大自然都沒有智慧、目的和能耐，不會為了物種的延續而設計出質數式的進化，只有上帝才有此大能。聖經說：「因為萬有都是靠祂造的，無論是天上的，地上的；能看見的，不能看見的……一概都是藉著祂造的……。」（歌羅西書1:16）而週期蟬之所以能有這樣特別的質數週期，也只有上帝才能作這樣的設計和創造。