【科观新鲜事】北方严寒的冬天，虫子都躲哪儿去了？
北国的冬天似乎有些难熬。凛冽的寒风、干枯的树枝、枯黄的草丛、冰封的河面……一切看起来都死气沉沉。
这个时候，狗熊钻进树洞冬眠，青蛙在河底淤泥里沉睡，候鸟早已迁徙到温暖的南方，而那些“娇小”的虫子们呢？其实，它们并没有走远，只是悄悄地藏起来了。
冬天来了，我不怕
昆虫是变温生物，它们的体温会随着环境温度的降低而下降，在寒冷地区大多数昆虫在冬季都会进入“假死状态”。
许多昆虫都是自然界中出色的“影帝”，当它受到外部刺激或震动时，身体就会卷缩一动不动，或从停留处跌落下来，好像死掉了一样，这就是假死状态，只要稍停片刻立马恢复正常而离去。
然而，今天小编要提到的这种“假死状态”并不是昆虫躲避危险的方式，而是昆虫越冬时的一种状态。在冬季来临前，昆虫会先找好越冬的庇护所，比如在枯枝落叶下，石块下，树皮内，土缝中，甚至是人类的家中，躲过寒冷的冬季。
当我们不经意间发现这些小生命时，就会发现它们已经没有了往日的活力，就像动物冬眠一样静静地待着，好像死去了一样，直到春季温度、湿度合适的时候这些小生命才会“苏醒”。（文中昆虫泛指在温带、寒带地区的昆虫）
耐冻是进化的结果
昆虫在漫长的进化过程中，具备了抗严寒的本领，这让它们度过了无数个寒冬。在温带和寒带地区，冬季温度通常低于冰点，但昆虫的体液却能在低于冰点以下保持液态——这被称为过冷却现象。
只有当昆虫体温进一步下降到某一个特定的温度时，昆虫的体液才会开始结冰。这个使昆虫体液保持液态的最低温度被称为昆虫的过冷却点。
面对严寒，昆虫们会尽量降低自身的过冷却点，在抵抗身体结冰的道路上它们走得很远。有时候，昆虫的过冷却能力相当惊人：
飞蝗虫卵的过冷却点约为-26℃；幼虫通常为-30℃左右，个别种可达到-60℃以下；鳞翅目昆虫蛹的平均过冷却点很少低于-30℃。
根据昆虫能否在体液结冰条件下存活，可将昆虫的耐寒性分为两种类型：避结冰型、耐结冰型。
避结冰型昆虫体液结冰会对昆虫造成致命伤害，因此它们需要尽量避免体液结冰。在容易结冰的季节，体内的水多了对于昆虫可不是好事。
于是，昆虫们努力降低身体的含水量，水份的排除无疑增加了体内溶质的浓度，降低了体液的冰点和过冷却点。此外，由于含水量的降低，体内连续较大的整体水相可以被一些组织或某些高浓度的物质分离，从而有利于昆虫体液的过冷却。
除了降低含水量，某些容易诱导体液结冰的物质也万万不能多留。这些物质一般是昆虫从周围环境中获得的，包括进入其消化道的食物颗粒、尘粒、冰核微生物和某些寄主植物体内的蛋白质，这些冰核物质在低温条件下诱导结冰，造成其消化道膨胀破裂，从而导致昆虫死亡。
另外，在身体内积累一些抗冻物质也是很重要的。昆虫体内的抗冻物质包括小分子物质和抗冻蛋白这两类。昆虫体内的抗冻小分子物质较多，主要包括甘油、山梨醇、甘露醇、五碳多元醇、海藻糖、葡萄糖以及氨基酸等。
赤翅甲虫
昆虫体内的抗冻物质能控制冰晶生长、抑制冰晶之间发生重结晶，以及防止小的冰晶凝聚成大的结晶，避免了寒冷冬季和其他季节偶然轻微结冰温度的出现所造成的损伤。
比如，赤翅甲虫的抗冻蛋白的季节性变化比较明显，其活性在早秋时开始增加，秋季达到高峰，然后开始下降，在夏季存在较低水平的活性。
不过，严寒之下，有些昆虫却采取了相反的策略，它们并不阻止体内结冰，却可以忍受体液结冰，这类昆虫属于耐结冰型。具有耐冻性的昆虫，体液内含有冰核物质，这种冰核能在低温下诱导结冰，引起细胞外结冰，从而避免细胞内部的重要部位结冰。
硕步甲
有些耐冻昆虫体内的冰核物质常年存在，比如叶甲依赖冰核物质可避免因夏季昼夜温差较大而导致的伤害。有些昆虫，如步甲，则需要经冬季低温驯化以后，体内才存在冰核物质。
冬天我藏在这儿
昆虫不仅具有耐寒能力，在越冬期间选择的庇护所也是五花八门。昆虫越冬的虫态千差万别，各有特点。多数昆虫一生要经过卵、幼虫（稚虫）、蛹和成虫四个阶段，它们通常会选择其中某一个生命阶段来面对寒冬。
据统计，以幼虫形态过冬的占43%，以蛹形态过冬的占29%，以成虫形态过冬的占17%，以卵形态过冬的占11%。
那么，在寒冷的冬天，那些喜欢“躲猫猫”的小虫子都在哪里呢？
卵越冬型
庇护指数：★★★★☆
代表：蟋蟀、蝗虫、蝉等
庇护所：土壤、植物的茎秆和树皮内
以产卵的方式越冬的昆虫中，比较常见的有直翅目中的蝗虫、蟋蟀和同翅目中的蚜虫、斑衣腊蝉等。蝗虫等直翅目昆虫会通过独特的产卵器，把卵产在土壤里。而蚜虫在越冬前，把大量具有坚硬卵壁的卵产在根茎上、枝杈间的向阳面及缝隙处。即使严冬也不会把它们的卵全部冻死。
冬天蟋蟀把卵产在地下
幼虫（稚虫）越冬型
庇护指数：★★★★☆
代表：金龟、天牛、蜻蜓等
庇护所：土壤、落叶、植物根内和水中
以幼虫方式过冬的昆虫，多数都已接近老熟（幼虫末龄期的最后阶段）。此阶段的幼虫除了在生理上具备过冬条件外，选择不同的过冬场所、编织各种形状的防护外罩也是必不可少的。蜉蝣、蜻蜓等水生昆虫幼虫和其它昆虫不同，它们在冬天时不会休养生息，反而会积极摄食，以确保它们在早春时重新变为成虫。
天牛的幼虫在树干里过冬
蛹越冬型
庇护指数：★★☆☆☆
代表：大多数的蛾、蝶等
庇护所：篱笆、墙壁、土壤
以蛹的形态过冬的昆虫主要以蝶类和蛾类为主。蝴蝶一年中最后一代幼虫会利用植物来构建它们的居所。它们在植物中筑巢成家的同时，植物自身也会起瘿(瘿是指植物受病菌、昆虫等寄生后形成的东西)，瘿将成为它们的庇护所。
虽然蛹态的表皮比较坚硬，可遮风御寒，但毕竟是较长时间过着静止状态，缺乏躲避鸟兽、寄生性昆虫等天敌的能力。
成虫越冬型
庇护指数：★★★☆☆
代表：蚊、蝇、蜜蜂、蚂蚁等
庇护所：石洞、大棚、空房、畜舍等阴暗挡风的角落
大多数昆虫在成虫期能取食，或有坚硬的体壁。只要它们把肚子吃饱，储备足够供冬季消耗的养料，并选择好越冬场所，就能熬过漫长的冬季。
比如蜜蜂，当蜂房温度降到17℃以下时，蜜蜂们会聚集成一个球，处在内部的蜜蜂通过震动翅膀来获取热量，而处在外部的蜜蜂则像一个绝缘层那样保护热量不散失殆尽，蜜蜂们轮流享受内部热量。
迁徙型
庇护指数：★★☆☆☆
代表：黑脉金斑蝶
当然也有极少数的昆虫像候鸟一样以迁徙的方式越冬。自然界中最著名的昆虫迁徙莫过于北美黑脉金斑蝶数千公里的“生命大接力”了。每年春秋两季，上亿只黑脉金斑蝶，从南飞到北又从北飞到南，横跨半个北美大陆，真可谓自然界一大奇观。
生命周期只有十几天到几十天的蝴蝶
需要三代到四代来完成一次完整的迁徙
除了上述昆虫，你还知道哪些昆虫独特的越冬方式呢？抽空来北京科学中心主展区二层生命展区逛逛吧，没准会有不一样的收获哦！