昆虫循环系统及生理

1、昆虫的循环系统昆虫的循环系统 昆虫的循环系统昆虫的循环系统(circulatory system)属开放式，不像属开放式，不像 哺乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网管系统，哺乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网管系统， 它的整个体腔就是血腔，所有内部器官都浸浴在血液它的整个体腔就是血腔，所有内部器官都浸浴在血液 中。昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液的特中。昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液的特 点，因此又称点，因此又称血淋巴血淋巴。昆虫开放式循环系统的特点。昆虫开放式循环系统的特点 是血压低，血量大，并随着取食和生理状态的不同，是血压低，血量大，并随着取食和生理状态的不同， 其血液

2、的组成变化很大。其主要功能是运输养料、激其血液的组成变化很大。其主要功能是运输养料、激 素和代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和素和代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和 离子平衡，参与中间代谢，清除解离的组织碎片，修离子平衡，参与中间代谢，清除解离的组织碎片，修 补伤口，对侵染物产生免疫反应，以及飞行时调节体补伤口，对侵染物产生免疫反应，以及飞行时调节体 温等。昆虫的循环系统没有运输氧的功能，氧气由气温等。昆虫的循环系统没有运输氧的功能，氧气由气 管系统直接输入各种组织器官内，所以昆虫大量失血管系统直接输入各种组织器官内，所以昆虫大量失血 后，不会危及生命安全，但可能破坏正常的生理

3、代谢。后，不会危及生命安全，但可能破坏正常的生理代谢。 循环系统的构造 昆虫的循环系统主要包括推动血液流动的背血管及昆虫的循环系统主要包括推动血液流动的背血管及 辅搏器，但背膈和腹膈也进行有节奏的收缩活动，使辅搏器，但背膈和腹膈也进行有节奏的收缩活动，使 血液沿着一定的方向流动。血液沿着一定的方向流动。 一、背一、背 血血 管管 背血管是位于昆虫的背壁下方，纵贯于背血窦中央的背血管是位于昆虫的背壁下方，纵贯于背血窦中央的 一条管状器官，一般从腹部伸达头部，由肌纤维和结一条管状器官，一般从腹部伸达头部，由肌纤维和结 缔组织组成，可以分为动脉和心脏两个部分。心脏是缔组织组成，可以分为动脉和心脏两个

4、部分。心脏是 背血管中呈连续膨大的部分，每个膨大的部分称为心背血管中呈连续膨大的部分，每个膨大的部分称为心 室，心室的数目随昆虫的种类而不同。室，心室的数目随昆虫的种类而不同。 背血管的前背血管的前 段称动脉，其直径较小，前端开口于脑及食道之间形段称动脉，其直径较小，前端开口于脑及食道之间形 成的血窦内，可使脑及咽侧体浸泡在血液中。背血管成的血窦内，可使脑及咽侧体浸泡在血液中。背血管 在构造上变化较大，但大致可以分为以下在构造上变化较大，但大致可以分为以下3个基本类个基本类 型：型：a直管型；直管型；b球茎型；球茎型；c分枝型。分枝型。 二、辅二、辅 搏搏 器器 辅搏器是昆虫体内辅助心脏进行血

5、液循环辅搏器是昆虫体内辅助心脏进行血液循环 的结构，通常位于触角、翅和附肢的基部，的结构，通常位于触角、翅和附肢的基部， 由含肌纤丝的薄隔所组成，有膜状、瓣状、由含肌纤丝的薄隔所组成，有膜状、瓣状、 管状或囊状等多种形状。管状或囊状等多种形状。 三、造血器官三、造血器官 造血器官是昆虫体内不断分化并释放血细造血器官是昆虫体内不断分化并释放血细 胞的囊状构造，周围有膜包被，膜囊内有胞的囊状构造，周围有膜包被，膜囊内有 相互交织的类胶原纤维和网状细相互交织的类胶原纤维和网状细胞。胞。 血液的组成和物理性状 昆虫的血液包括血细胞和血浆两部分，除少数昆昆虫的血液包括血细胞和血浆两部分，除少数昆 虫虫(

6、如摇蚊幼虫如摇蚊幼虫)因含血红素而呈红色外，大多数因含血红素而呈红色外，大多数 呈黄色、橙色或蓝绿色。昆虫的血液一般占虫体呈黄色、橙色或蓝绿色。昆虫的血液一般占虫体 容积的容积的15一一75。 一、血一、血 细细 胞胞 血细胞血细胞(hemocytes)指悬浮在血浆中的游离细胞，指悬浮在血浆中的游离细胞， 约占血液的约占血液的2.5，昆虫血细胞种类常因观察方法，昆虫血细胞种类常因观察方法 的不同而有较大的差异，但最基本的血细胞可分的不同而有较大的差异，但最基本的血细胞可分 为为6类：原血细胞、浆血细胞、粒血细胞、珠血类：原血细胞、浆血细胞、粒血细胞、珠血 细胞、类绛色细胞和凝血细胞。细胞、类绛

7、色细胞和凝血细胞。 二、血 浆 血浆(plasma)是一种浸浴着所有组织和细胞 的循环液体，其中水分占85左右，胞与 血浆间频繁的物质交换，构成了血浆中复 杂的物质体系和动态变化。包括无机离子、 血糖、血脂、蛋白质、氨基酸、酶类和氮 素代谢物等。 血液的功能 血液为组织细胞提供一个比较稳定的物理、化 学环境，是合成与代谢的场所，也是细胞获 取营养和排除废物的媒介。 一、止血作用 昆虫止血是在伤口处形成凝血块，以防血液 流出和病菌侵入。根据昆虫形成凝血块的能 力和方式，可将止血作用分为4种类型：a 在伤口处形成典型的凝血块；b形成网 状凝集物；c不形成网状凝集物，凝血细 胞部分破裂和部分血细胞伸

8、出线状伪足相结 合形成凝血块；d不形成凝血块，血液没 有明显的止血功能。 二、免疫作用、免疫作用 昆虫免疫昆虫免疫(immunity)不同于高等动物，没不同于高等动物，没 有诱导产生高度专一性抗体的淋巴系统，有诱导产生高度专一性抗体的淋巴系统， 其免疫机制主要有血细胞的吞噬、成瘤和其免疫机制主要有血细胞的吞噬、成瘤和 包被作用及经诱导产生抗菌肽的杀菌作用包被作用及经诱导产生抗菌肽的杀菌作用 。 (一一)吞噬作用吞噬作用(phagocytosis) 当少量单细当少量单细 胞病原物如细菌胞病原物如细菌,真菌、原虫以及病毒等侵真菌、原虫以及病毒等侵 入血腔时常发生吞噬作用。入血腔时常发生吞噬作用。

9、(二二)成瘤作用成瘤作用(noduIe formation) 当小型病当小型病 原物大量进入血腔时，常发生成瘤作用。原物大量进入血腔时，常发生成瘤作用。 (三三)包被作用包被作用(encystment) 当较大的病原当较大的病原 物物(如线虫、寄生物及较大的原虫如线虫、寄生物及较大的原虫)侵入血腔侵入血腔 时，就会发生包被作用，这是隔离大型病时，就会发生包被作用，这是隔离大型病 原物的一种有效的免疫机制。原物的一种有效的免疫机制。 (四四)溶菌作用溶菌作用 血浆中的溶菌酶血浆中的溶菌酶(lysozymes) 或裂解蛋白或裂解蛋白(ce-cropins)能直接作用于病原能直接作用于病原 物，使其

10、细胞溶解物，使其细胞溶解(lysis)。 三、解毒作用三、解毒作用 各种外源毒物进入血腔后，能与血浆中的各种外源毒物进入血腔后，能与血浆中的 凝集素和非专一性酯酶结合，使毒物分解凝集素和非专一性酯酶结合，使毒物分解 ，或被血细胞摄人，通过胞质中的各种酶，或被血细胞摄人，通过胞质中的各种酶 进行降解或贮存在脂滴内，减少体内的有进行降解或贮存在脂滴内，减少体内的有 效浓度效浓度 四、阻止天敌捕食四、阻止天敌捕食 昆虫利用血液中某些特殊化合物或反射性昆虫利用血液中某些特殊化合物或反射性 出血来阻止天敌捕食，反射性出血是昆虫出血来阻止天敌捕食，反射性出血是昆虫 受天敌攻击时产生的自动出血行为，这些受天

11、敌攻击时产生的自动出血行为，这些 血液中往往含有能使天敌厌食或催吐的物血液中往往含有能使天敌厌食或催吐的物 质，可有效地击退捕食者，因而具有防卫质，可有效地击退捕食者，因而具有防卫 功能。功能。 五、营养贮藏和运输作用 昆虫血液内除了有足够的水分外，还 含有丰富的离子、氨基酸和碳水化合 物，这些营养物质可通过血液循环输 送给各组织、器官。昆虫血液最突出 的运输功能是把没有管道组织的内分 泌激素输送到各个靶器官或靶细胞， 以调节昆虫的生长发育。 六、机械作用 昆虫血液可传递由身体某一部位收缩而 产生的机械压力，有助于昆虫脱皮、 羽化、展翅、卵孵化和呼吸通风。 心脏的搏动与血液循环 昆虫的血液循环

12、主要靠心脏和辅搏器的搏动以及膈 膜和肌肉的运动来完成。 一、心 搏 昆虫的心脏由单细胞层的心肌所组成，里面为一 层很薄的基膜，外周是结缔组织构成的围膜。昆 虫的心脏是肌原性的，它不受神经的支配，可自 发产生动作电位引起收缩，随后由心脏壁的弹性 产生舒张，从而进行有节律性的搏动。昆虫心脏 的搏动周期可分为3个阶段，即收缩期(phase of systole)、舒张期(phase of diastole)和休止期 (phase of diastasis)。 二、影响心搏的因素 昆虫心博的速率因虫种、性别、发育阶段、 生理代谢、环境条件、化学毒物等的影响 而变化 杀虫剂对循环系统的影响 破坏血细胞破

13、坏血细胞:主要是砷、氟、汞等无机盐类的作用主要是砷、氟、汞等无机盐类的作用.血细血细 胞表现的病变，不正常的膨大，细胞核变形或破裂分胞表现的病变，不正常的膨大，细胞核变形或破裂分 散散 对背血管的影响对背血管的影响：药剂在侵入虫体后，开始心脏的搏动：药剂在侵入虫体后，开始心脏的搏动 率增快，而后减低而停止率增快，而后减低而停止 血衣酸碱度对杀虫效力的影响血衣酸碱度对杀虫效力的影响：p值越大抗性越强，值越大抗性越强， 幼虫随龄期的增大，幼虫随龄期的增大，p值增高，抗性增强值增高，抗性增强 杀虫剂能影响昆虫血液的循环速率，如除虫菊和烟碱能杀虫剂能影响昆虫血液的循环速率，如除虫菊和烟碱能 使心脏搏动

14、减慢，乙酰胆碱和肾上腺素可使心脏搏动加使心脏搏动减慢，乙酰胆碱和肾上腺素可使心脏搏动加 快，快，1605可使心脏搏动节律紊乱。可使心脏搏动节律紊乱。 昆虫的循环系统昆虫的循环系统 昆虫的循环系统昆虫的循环系统(circulatory system)属开放式，不像哺属开放式，不像哺 乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网管系统，它乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网管系统，它 的整个体腔就是血腔，所有内部器官都浸浴在血液中。的整个体腔就是血腔，所有内部器官都浸浴在血液中。 昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液的特点，昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液的特点， 因此又称因此又称血淋巴血淋巴。昆虫开放式循环系统的特点是血。昆虫开放式循环系统的特点是血 压低，血量大，并随着取食和生理状态的不同，其血压低，血量大，并随着取食和生理状态的不同，其血 液的组成变化很大。其主要功能是运输养料、激素和液的组成变化很大。其主要功能是运输养料、激素和 代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和离子代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和离子 平衡