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家蠶(Silkworm)屬於單食性昆蟲,所謂單食性也就是專食性,只以一種植物為生;食性範圍只限於同一種的植物,家蠶的主要食物來源是桑葉,也僅此一種,雖然其它如柘、榆、楮、萵苣、蒲公英等,也可用來飼育,但只限於暫時,不能長時間地作為主食,因其成份,營養均不能滿足家蠶之需求,卻影響到家蠶的發育、體質及其絲質,這可從家蠶學名的屬名Bombyx及種名mori和桑樹學名的屬名Morus 及種名bombycis略知一二,這些學名都是18世紀訂定的,很少人對桑樹與家蠶的關係有所懷疑。
桑葉,探究其成份,主要是碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素及礦物質等,另外有一重要因子是桑葉本身能分泌出一種物質,使家蠶的嗅覺受到刺激,而誘引家蠶試咬、吞下食物的慾望,包括葉表處含量特多的異櫟素(isoquercitrin)及桑葉素(morin)等,其中最重要的物質是纖維素(cellulose),尤其矽鹽之一(silica)的覆蓋纖維素時,更引起家蠶的食慾,上述試驗結果是1959年日本京都大學濱村保次教授所發表。
家蠶吃桑葉的行為,可詳細分成三個階段:第一階段被桑葉的香氣引誘而爬近桑葉,第二階段咬葉片嚐其味道,第三階段辨認可以吞下肚。
而這三個階段的行為,分別由桑葉中不同的成分引發。濱村保次把這三類不同作用的成分分別稱為:(1)引誘物質(attractants):揮發性的植物油(citral)等。(2)嚙咬物質(biting factors):乙固醇(β-sitosterol)、桑葉素(morin)。(3)吞嚥物質(swallowing factors):纖維素(cellulose)、果膠質(pectin)及鈣鹽等。
濱村保次的研究,從桑葉成分解釋家蠶的喜好,回答了家蠶為什麼喜歡吃桑葉的問題,但是還是沒有解釋家蠶為什麼只喜歡吃桑葉….即蠶的食性為什麼很窄,也沒有說明蠶是怎樣辨識植物葉子到底是不是桑葉?依照他的結論,推測蠶應該有嗅覺器官和味覺器官,但是到底在哪裏呢?人能辨認甜、酸、苦、鹼等四種味道,蠶又能分辨多少味道呢?在蠶的頭部,臉頰的旁邊有一對觸角,在口器旁邊有大顎(上顎)和小顎(下顎)各一對。小顎上面還長了幾根毛。
鳥居和森井(1948)曾經好奇地把這些毛剪掉,結果很驚訝地發現。這樣被「刮鬍子」的蠶,對平時不愛吃的蘋果葉子居然也吃起來了。這個現象意謂家蠶的這些毛是感知食物口味的感覺器官,被破壞以後就無從挑剔了。以後的學者做了一連串的試驗(例如石川與平尾,1963,1966),破壞家蠶這些感覺毛的一部分,再餵予糖水等不同味道的物質,觀察感覺毛上發揮作用的部位。他們發現在蠶的小顎上面有一根高塔型的小顎鬚,和觸角同樣具有嗅覺作用,另外在小顎鬚旁有球狀的小顎粒狀體,其上長了2支感覺毛,分別稱為Ss-Ⅰ和Ss-Ⅱ,其上面有3類細胞,具有感知作用的受容器(receptor)。
這3類細胞稱為:(1)糖受容細胞—為促進攝食的主力。(2)肌醇受容細胞—對促進攝食有協助作用。肌醇又稱環已六醇(inositol),是屬維生素B系的物質。(3)苦味物質受容細胞—抑制攝食。上述的結果,1980年代,日本國立蠶絲試驗場曾推出「廣食性蠶」,即家蠶亦可吃蘋果成長結繭吐絲,毫不遜色。總結,家蠶嗜食桑葉,除了桑本身具備家蠶所需的必要養份外,最重要的還是桑能分泌誘引物質,其特有的香味深深地吸引住家蠶,才能使家蠶對它專一性。
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