幼蟲是怎麼蛻皮、變成蛹的？
💭 先想想
如果衣服穿不下了，你會怎麼辦？那昆蟲呢？
看看答案 收起來
昆蟲的身體外面包著一層「外皮」，它沒辦法一直跟著長大。
所以身體長大到裝不下的時候，昆蟲就要「蛻皮」：在裡面先做好一件新的，再把舊的脫掉。
幼蟲變成蛹的時候也是蛻皮：舊的幼蟲皮從背上裂開，往尾巴推，蛹就出來了！
最神奇的是，公的蛹一出來，頭上就有角了。因為角早就像摺紙一樣，摺好藏在幼蟲的皮下面。
👨👩👧 家長補充
什麼是蛻皮
昆蟲的外骨骼（表皮，cuticle）是由底下的真皮細胞層（epidermis）分泌出來的。硬化的部分（例如頭殼）無法再長大，柔軟的表皮雖然撐得開一些，但也有極限，所以昆蟲要成長，必須定期換掉表皮，這就是蛻皮（molting）。過程大致是：
- 表皮分離（apolysis）：真皮細胞與舊表皮分開。
- 做出新表皮：分泌蛻皮液，並在舊表皮底下做出新的表皮；等新表皮的最外層做好，蛻皮液才活化，分解舊表皮的內層並回收材料。
- 脫皮（ecdysis）：舊表皮沿著固定的脆弱線（蛻裂線，多半在背部中線）裂開，昆蟲從裡面鑽出來。
- 硬化：新表皮展開後，再逐漸硬化、變色。
每一次蛻皮都由荷爾蒙觸發
蛻皮激素（20-羥基蛻皮激素）濃度升高時，啟動蛻皮；保幼激素則決定蛻皮後變成什麼。獨角仙幼蟲蛻皮兩次（一齡 → 二齡 → 三齡）；第三次蛻皮時，因為保幼激素已經消失，蛻皮後就變成蛹。
化蛹的過程
前蛹在蛹室中幾乎不動。化蛹時，幼蟲的表皮從胸部背面裂開，蛹靠著身體的蠕動把舊皮往尾端推，最後舊皮皺成一團留在蛹室底部。剛化蛹時蛹的顏色很淡、身體柔軟，大約一兩天內會逐漸變成金黃到橙褐色。
角像摺紙一樣展開
公獨角仙的角，是在前蛹期（約 5～8 天）中，以高度摺疊的形式在幼蟲頭殼底下逐漸形成的。化蛹時，體液的壓力讓摺疊的組織展開，大約兩小時內就完成了。研究發現，摺痕的排列方式就決定了角展開後的立體形狀。
參考資料
- Matsuda, K., Gotoh, H., Tajika, Y., Sushida, T., Aonuma, H., Niimi, T., Akiyama, M., Inoue, Y., & Kondo, S. (2017). Complex furrows in a 2D epithelial sheet code the 3D structure of a beetle horn. Scientific Reports, 7, 13939. https://doi.org/10.1038/s41598-017-14170-w
- Morita, S. et al. (2019). Precise staging of beetle horn formation in Trypoxylus dichotomus… PLoS Genetics, 15(4), e1008063. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008063
- NC State University, ENT 425 General Entomology〈Morphogenesis〉. https://genent.cals.ncsu.edu/bug-bytes/morphogenesis
- Gullan, P. J., & Cranston, P. S. (2014). The Insects: An Outline of Entomology (5th ed.). Wiley-Blackwell.
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