蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性研究

1、蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性研究【摘要】：山西目前已知蝗总科(Acridoidea)的蝗虫为7科37属76种，其中优势种蝗虫15种。本文选择山西优势种蝗虫中的笨蝗(HaplotropisbrunnerianaSauss)、短额负蝗(AtractomorphasinensisIBol)、中华稻蝗(Oxyachinensis(Thunb)、东亚飞蝗(Locustamigratoriamanilensis(Mey)、红翅皱膝蝗(Angaracrisrhodopa(F-W)、大垫尖翅蝗(Epacromiuscoerulipes(Ivan)、黄胫小车蝗(EpacromiusinfernalisSa

2、ussure)、蒙古束颈蝗(SphingonotusmongolicusSaussure)、红腹牧草蝗(Omocestushaemorrhoidalis(Charp)和中华蚱蜢(AcridacinereaThunb)10种蝗虫作为研究对象，这10种蝗虫不仅是山西农业的最重害虫，同时也代表了山西蝗虫的不同分类阶元。对蝗虫消化道的研究是昆虫学研究中最经典的工作之一，在上世纪60年代以前就已基本搞清蝗虫消化道的基本结构，以及它们的功能和起源，其主要研究仅限于组织学和细胞学水平，所使用的观察工具是光学显微镜。上世纪60年代以后许多新技术和新方法逐渐广泛应用于生命科学的研究领域，但对蝗虫消化道的研究报道

3、较少。通过电子显微镜对蝗虫消化道的研究虽有一些报道，但这些研究都较零散，并不系统。本文首次将扫描仪(scanner)用于蝗虫消化道的研究，并将扫描仪扫描后的结果应用于扫描电子显微镜下蝗虫消化道内部超微结构的定位研究，不仅为蝗虫消化道的形态学研究提供了一个简便有效的方法，同时也为蝗虫消化道内部超微结构的定位研究提供了新的手段。通过扫描仪对10种蝗虫消化道内壁进行观察，并在Muralirangan(1974)等的四区划分的基础上对蝗虫消化道的前肠进行了新的分区：Es代表食道(esophagus)，仅指直管部分；Sb代表嗉囊(crop)前段的一个小的膨大部分(smallbulge)，由V形区(V-s

4、hapebelt)和两侧的V形脊(V-shaperidges)组成；Bb代表嗉囊后段一个大的膨大部分(bigbulge)，由柳叶脊(lanceridges)、扇形脊(fan-shaperidges)和不规则脊(irregularridges)组成：Pr代表前胃(proventriculus)指嗉囊后的杯形结构部分，由多列规则排列的纵行脊(longitudinalridges)组成：Ca代表贲门(cardia)由多条纵行脊和6个凸出于肠壁的Y形【关键词】：蝗虫消化道形态学进化【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2006【分类号】：S433【目录】：前言34-35名词注释

5、及缩略语35-37图版和正文中缩写字母中英文对照37-38中文摘要38-41英文摘要41-46第一章绪论46-781.蝗虫的分类地位及基本特征46-482.本课题所选择的蝗虫种类48-493.本课题所选择的蝗虫的基本分类特征以及在山西的分布49-583.1本课题所选蝗虫的基本分类特征及分类地位49-553.1.1笨蝗493.1.2短额负蝗49-503.1.3中华稻蝗50-513.1.4东亚飞蝗513.1.5红翅皱膝蝗51-523.1.6大垫尖翅蝗52-533.1.7黄胫小车蝗533.1.8蒙古束颈蝗53-543.1.9红腹牧草蝗543.1.10中华蚱蜢54-553.2本课题所选蝗虫在山西的分布

6、55-583.2.1笨蝗553.2.2短额负蝗55-563.2.3中华稻蝗563.2.4东亚飞蝗563.2.5红翅皱膝蝗563.2.6大垫尖翅蝗563.2.7黄胫小车蝗563.2.8蒙古束颈蝗56-573.2.9红腹牧草蝗573.2.10中华蚱蜢57-584.本课题所选蝗虫的习性和发生，以及与环境的关系58-664.1笨蝗584.1.1年生活史584.1.2生活习性584.1.3发生与环境的关系584.2短额负蝗58-594.2.1年生活史58-594.2.2生活习性594.2.3发生与环境的关系594.3中华稻蝗59-604.3.1年生活史594.3.2生活习性59-604.3.3发生与环境

7、的关系604.4东亚飞蝗60-624.4.1年生活史60-614.4.2生活习性614.4.3发生与环境的关系61-624.5红翅皱膝蝗62-634.5.1年生活史624.5.2生活习性62-634.5.3发生与环境的关系634.6大垫尖翅蝗63-644.6.1年生活史634.6.2生活习性634.6.3发生与环境的关系63-644.7黄胫小车蝗64-654.7.1年生活史644.7.2生活习性644.7.3发生与环境的关系64-654.8蒙古束颈蝗654.8.1年生活史654.8.2生活习性654.8.3发生与环境的关系654.9红腹牧草蝗65-664.9.1年生活史654.9.2生活习性6

8、5-664.9.3发生与环境的关系664.10中华蚱蜢664.10.1年生活史664.10.2生活习性665.国内外对蝗虫消化道研究状况及分析66-745.1对蝗虫消化道的组织和细胞研究66-685.2对蝗虫消化道内部显微结构的研究68-695.3对蝗虫消化道结构的电子显微观察69-746.本文研究的目的、意义及主要内容74-786.1目的和意义74-756.2研究内容75-786.2.1所研究蝗虫的种类75-766.2.2用于扫描仪蝗虫消化道的样品制备766.2.3用于扫描电子显微镜蝗虫消化道的样品制备76-776.2.4蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性77-78第二章材料和方法78-80

9、1.实验材料781.1标本采集781.2实验仪器781.3实验试剂782.研究方法78-802.1扫描仪制样法782.2扫描电子显微镜制样法78-80第三章实验结果80-1581.扫描仪下蝗虫消化道的形态特征80-1161.1笨蝗消化道的形态特征80-811.1.1前肠的形态特征80-811.1.2中肠的形态特征811.1.3后肠的形态特征811.2短额负蝗消化道的形态特征81-821.2.1前肠的形态特征811.2.2中肠的形态特征81-821.2.3后肠的形态特征821.3中华稻蝗消化道的形态特征82-871.3.1前肠的形态特征83-851.3.1.1食道831.3.1.2嗉囊83-85

10、1.3.1.3前胃851.3.1.4贲门瓣851.3.2中肠的形态特征851.3.3后肠的形态特征85-871.3.3.1幽门瓣851.3.3.2回肠85-861.3.3.3结肠861.3.3.4直肠86-871.3.3.5肛门区871.4东亚飞蝗消化道的形态特征87-911.4.1前肠的形态特征88-901.4.1.1食道881.4.1.2嗉囊88-891.4.1.3前胃891.4.1.4贲门瓣89-901.4.2中肠的形态特征901.4.3后肠的形态特征90-911.4.3.1幽门瓣901.4.3.2回肠90-911.4.3.3结肠911.4.3.4直肠911.4.3.5肛门区911.5红

11、翅皱膝蝗消化道的形态特征91-961.5.1前肠的形态特征92-941.5.1.1食道931.5.1.2嗉囊93-941.5.1.3前胃941.5.1.4贲门瓣941.5.2中肠的形态特征941.5.3后肠的形态特征94-961.5.3.1幽门瓣941.5.3.2回肠94-951.5.3.3结肠951.5.3.4直肠95-961.5.3.5肛门区961.6大垫尖翅蝗消化道的形态特征96-1001.6.1前肠的形态特征96-981.6.1.1食道97-981.6.1.2嗉囊981.6.1.3前胃981.6.1.4贲门瓣981.6.2中肠的形态特征98-991.6.3后肠的形态特征99-1001.

12、6.3.1幽门瓣991.6.3.2回肠99-1001.6.3.3结肠1001.6.3.4直肠1001.6.3.5肛门区1001.7黄胫小车蝗消化道的形态特征100-1051.7.1前肠的形态特征101-1031.7.1.1食道1011.7.1.2嗉囊101-1021.7.1.3前胃102-1031.1.1.4贲门瓣1031.7.2中肠的形态特征1031.7.3后肠的形态特征103-1051.7.3.1幽门瓣1031.7.3.2回肠1031.7.3.3结肠103-1041.7.3.4直肠1041.7.3.5肛门区104-1051.8蒙古束颈蝗消化道的形态特征105-1071.8.1前肠的形态特征

13、105-1071.8.1.1食道1061.8.1.2嗉囊106-1071.8.1.3前胃1071.8.1.4贲门瓣1071.8.2中肠的形态特征1071.8.3后肠的形态特征1071.9红腹牧草蝗消化道的形态特征107-1121.9.1前肠的形态特征108-1101.9.1.1食道108-1091.9.1.2嗉囊109-1101.9.1.3前胃1101.9.1.4贲门瓣1101.9.2中肠的形态特征1101.9.3后肠的形态特征110-1121.9.3.1幽门瓣1101.9.3.2回肠110-1111.9.3.3结肠1111.9.3.4直肠111-1121.9.3.5肛门区1121.10中华蚱

14、蜢消化道的形态特征112-1161.10.1前肠的形态特征112-1141.10.1.1食道1131.10.1.2嗉囊113-1141.10.1.3前胃1141.10.1.4贲门瓣1141.10.2中肠的形态特征1141.10.3后肠的形态特征114-1161.10.3.1幽门瓣1151.10.3.2回肠1151.10.3.3结肠115-1161.10.3.4直肠1161.10.3.5肛门区1162.扫描电子显微镜下蝗虫消化道内部的显微结构特征116-1582.1笨蝗消化道内部的显微结构特征116-1202.1.1前肠内部的显微结构特征116-1172.1.1.1食道1162.1.1.2嗉囊1

15、16-1172.1.1.3前胃1172.1.1.4贲门瓣1172.1.2后肠内部的显微结构特征117-1182.1.2.1幽门瓣1172.1.2.2回肠1172.1.2.3结肠117-1182.1.2.4直肠1182.1.2.5肛门区1182.1.3笨蝗消化道内壁齿的类型118-1202.1.3.1前肠内壁齿的分布和大小119-1202.1.3.2后肠内壁齿的分布和大小1202.2短额负蝗消化道内部的显微结构特征120-1242.2.1短额负蝗前肠内部显的微结构特征120-1212.2.1.1食道1202.2.1.2嗉囊120-1212.2.1.3前胃1212.2.1.4贲门瓣1212.2.2

16、短额负蝗后肠内部的显微结构特征121-1222.2.2.1幽门瓣1212.2.2.2回肠121-1222.2.2.3结肠1222.2.2.4直肠1222.2.2.5肛门区1222.2.3短额负蝗消化道内壁齿的类型122-1242.2.3.1前肠内壁齿的分布和大小123-1242.2.3.2后肠内壁齿的分布和大小1242.3中华稻蝗消化道内部的显微结构特征124-1282.3.1中华稻蝗前肠内部的显微结构特征124-1252.3.1.1食道1242.3.1.2嗉囊124-1252.3.1.3前胃1252.3.1.4贲门瓣1252.3.2中华稻蝗中肠内部的显微结构特征1252.3.3中华稻蝗后肠内

17、部的显微结构特征125-1262.3.3.1幽门瓣125-1262.3.3.2回肠1262.3.3.3结肠1262.3.3.4直肠1262.3.3.5肛门区1262.3.4中华稻蝗消化道内壁齿的类型126-1282.3.4.1前肠内壁齿的分布和大小127-1282.3.4.2后肠内壁齿的分布和大小1282.4东亚飞蝗消化道内部的显微结构特征128-1332.4.1东亚飞蝗前肠内部显微结构特征128-1292.4.1.1食道1282.4.1.2嗉囊128-1292.4.1.3前胃1292.4.1.4贲门瓣1292.4.2东亚飞蝗中肠内部显微结构特征129-1302.4.3东亚飞蝗后肠内部显微结构

18、特征130-1312.4.3.1幽门瓣1302.4.3.2回肠1302.4.3.3结肠1302.4.3.4直肠130-1312.4.3.5肛门区1312.4.4东亚飞蝗消化道内壁齿的类型131-1332.4.4.1前肠内壁齿的分布和大小132-1332.4.4.2后肠内壁齿的分布和大小1332.5红翅皱膝蝗消化道内部的显微结构特征133-1372.5.1红翅皱膝蝗前肠内部显微结构特征133-1342.5.1.1食道1332.5.1.2嗉囊133-1342.5.1.3前胃1342.5.1.4贲门瓣1342.5.2红翅皱膝蝗后肠内部显微结构特征134-1352.5.2.1幽门瓣134-1352.5

19、.2.2回肠1352.5.2.3结肠1352.5.2.4直肠1352.5.2.5肛门区1352.5.3红翅皱膝蝗消化道内壁齿的类型135-1372.5.3.1前肠内壁齿的分布和大小136-1372.5.3.2后肠内壁齿的分布和大小1372.6大垫尖翅蝗消化道内部的显微结构特征137-1412.6.1大垫尖翅蝗前肠内部显微结构特征137-1382.6.1.1食道1372.6.1.2嗉囊137-1382.6.1.3前胃1382.6.1.4贲门瓣1382.6.2大垫尖翅蝗后肠内部显微结构特征138-1392.6.2.1幽门瓣1382.6.2.2回肠138-1392.6.2.3结肠1392.6.2.4

20、直肠1392.6.2.5肛门区1392.6.3大垫尖翅蝗消化道内壁齿的类型139-1412.6.3.1前肠内壁齿的分布和大小140-1412.6.3.2后肠内壁齿的分布和大小1412.7黄胫小车蝗消化道内部的显微结构特征141-1452.7.1黄胫小车蝗前肠内部显微结构特征141-1422.7.1.1食道1412.7.1.2嗉囊141-1422.7.1.3前胃1422.7.1.4贲门瓣1422.7.2黄胫小车蝗后肠内部显微结构特征142-1432.7.2.1幽门瓣1422.7.2.2回肠1422.7.2.3结肠142-1432.7.2.4直肠1432.7.2.5肛门区1432.7.3黄胫小车蝗

21、消化道内壁齿的类型143-1452.7.3.1前肠内壁齿的分布和大小144-1452.7.3.2后肠内壁齿的分布和大小1452.8蒙古束颈蝗消化道内部的显微结构特征145-1492.8.1蒙古束颈蝗前肠内部显微结构特征145-1462.8.1.1食道1452.8.1.2嗉囊145-1462.8.1.3前胃1462.8.1.4贲门瓣1462.8.2蒙古束颈蝗中肠内部显微结构特征1462.8.3蒙古束颈蝗后肠内部显微结构特征146-1472.8.3.1幽门瓣1462.8.3.2回肠1462.8.3.3结肠146-1472.8.3.4直肠1472.8.3.5肛门区1472.8.4蒙古束颈蝗消化道内壁

22、齿的类型147-1492.8.4.1前肠内壁齿的分布和大小148-1492.8.4.2后肠内壁齿的分布和大小1492.9红腹牧草蝗消化道内部的显微结构特征149-1542.9.1红腹牧草蝗前肠内部显微结构特征149-1502.9.1.1食道1492.9.1.2嗉囊149-1502.9.1.3前胃1502.9.1.4贲门瓣1502.9.2红腹牧草蝗中肠内部显微结构特征1502.9.3红腹牧草蝗后肠内部显微结构特征150-1522.9.3.1幽门瓣150-1512.9.3.2回肠1512.9.3.3结肠1512.9.3.4直肠1512.9.3.5肛门区151-1522.9.4红腹牧草蝗消化道内壁齿

23、的类型152-1542.9.4.1前肠内壁齿的分布和大小152-1532.9.4.2后肠内壁齿的分布和大小1532.9.4.3消化道内壁齿的类型153-1542.10中华蚱蜢消化道内部显微结构特征154-1582.10.1中华蚱蜢前肠内部显微结构特征154-1552.10.1.1食道1542.10.1.2嗉囊1542.10.1.3前胃1542.10.1.4贲门瓣154-1552.10.2中华蚱蜢后肠内部显微结构特征1552.10.2.1幽门瓣1552.10.2.2回肠1552.10.2.3结肠1552.10.2.4直肠1552.10.2.5肛门区1552.10.3中华剑角蝗消化道内壁齿的类型1

24、55-1582.10.3.1前肠内壁齿的分布和大小156-1572.10.3.2后肠内壁齿的分布和大小157-158第四章分析与讨论158-1681.研究方法158-1592.蝗虫消化道的形态特征和分区1593.蝗虫消化道的内部结构与功能159-1633.1前肠的内部结构与功能159-1603.1.1食道159-1603.1.2嗉囊1603.1.3前胃1603.1.4贲门瓣1603.2后肠的内部结构与功能160-1613.2.1幽门瓣160-1613.2.2回肠1613.2.3结肠1613.2.4直肠1613.2.5肛门区1613.3蝗虫消化道内壁齿的结构特征与功能161-1633.3.1蝗虫

25、消化道前肠齿的分布与功能162-1633.3.2蝗虫消化道后肠齿的分布与功能1634.蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性研究163-1654.1蝗虫消化道各部位的长度变化与进化的相关性163-1654.1.1中肠的变化163-1644.1.2胃盲囊的变化1644.1.3后肠的变化164-1655.蝗虫消化道的内部显微结构与进化的相关性165-1685.1蝗虫嗉囊内壁脊的形态特征与进化的相关性165-1665.2贲门瓣的形态结构与进化的相关性166-168第五章结论168-1721.研究方法168-1691.1扫描仪制样方法1681.2扫描电子显微镜超微结构的定位研究方法168-1692.蝗虫消化道前肠的分区1693.蝗虫消化道内壁齿的分布、形态与功能1694.蝗虫消化道内壁新结构的发现169-1705.蝗虫消化道中肠的长度变化与进化的相关性1706.蝗虫消化道胃盲囊的长度变化与进化的相关性170-1717.蝗虫消化道后肠的长度变化与进化的相关性171-172参考文献172-176图版说明176-192图版1蝗虫