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文档简介

第一篇绪论第一章昆虫的多样性第一节昆虫纲的基本特征昆虫纲(Insecta)是动物界(Kingdomanimal)、节肢动物门(Arthropoda)中的一个纲,故其与节肢动物既有共性,又有不同之处。

一、节肢动物门的特征

1、体躯由一系列体节组成;

2、整个体躯被有一层含几丁质的外骨骼;

3、多数体节上生有成对的分节附肢;

4、体腔即为血腔,循环器官——背血管位于消化道的背面,以大动脉开口于头腔内,开管式血液循环;

5、中枢神经系统由一系列成对的神经节组成,脑位于头内消化道的背面,腹神经索位于消化道的腹面。

二、昆虫纲的特征

1、体躯的若干环节明显地分段集中,构成头部、胸部、腹部3个体段;

2、头部具有1对触角、口器,通常还具有复眼和单眼,是昆虫感觉和取食的中心;

3、胸部由3个体节组成,生有3对足,一般还有2对翅,是昆虫运动的中心;

4、腹部通常由9—11个体节组成,内含大部分内脏和生殖系统,腹末多数具有转化成外生殖器的附肢,是昆虫生殖和代谢的中心。

5、昆虫在生长发育过程中,通常要经过一系列内部及外部形态的变化(变态)才能变成性成熟的个体。第二节昆虫纲在动物界中的地位在节肢动物门中,除昆虫纲外,还有几个比较重要的纲,它们除缺少翅外,与昆虫纲的主要区别特征如下:

1.三叶虫纲(trilobita)

体扁平,背面的两条沟将身体分为三部分(已灭绝)。

2.蛛形纲(Arachnida)

身体分为头胸部、腹部两个体段;无触角;如蜘蛛、蜱、蝎子、鲎等。

3.甲壳纲(Crustacea)

体躯分为头胸部、腹部两个体;2对触角;至少5对行动足;附肢多为二肢式;

鳃呼吸。包括虾、蟹等。4.重足纲(Diplopoda)身体分为头部、胴部两部分;1对触角;多数体节有2对足。

5.唇足纲(Chilopoda)身体分为头部、胴部两部分;1对触角;胴部每个体节有1对足,第一对足特化为毒爪;生殖孔位于体躯末第二节上。

6.寡足纲(Pauropoda)身体分为头部、胴部两部分;1对触角;3-9体节有1对足。

7.结合纲(Symphyla)

身体分为头部、胴部两部分;每体节有1对足,但第一对足不特化为毒爪;每体节有1对刺突和1对翻缩泡;生殖孔位于体躯末第四节上。

第三节昆虫的多样性一、昆虫纲繁盛的特点

1、历史长:昆虫---3.5亿年;人类---100多万年

2、种类多:动物界中最为繁盛的1个类群

估计全球1000万种,记载100万种

我国60---100万种,记载约7万种

3、数量大:同种个体数量大,如蚂蚁种群达50万个体。4、分布广:

赤道—两极;高山—海底;盐池;原油等地均有分布。

二、昆虫纲繁盛的原因(1)有翅能飞:

(2)繁殖力强:

(3)体小势优:

(4)取食器官多样化:

(5)具有变态与发育阶段性:

(6)适应能力强:第二章昆虫与人类的关系第一节昆虫的有害方面一、昆虫对经济植物及其产品的危害

1、农业害虫:

(1)造成灾害:707-1949年,我国蝗灾800次

(2)产量、品质下降:

全世界有67000种有害生物危害农作物,其中9000种昆虫和螨类;50000种植物病原体;8000种杂草。

我国常见农业害虫1000余种,每种主要作物害虫种类100—400种之间。

主要作物如不喷施杀虫剂造成的产量损失:小麦52%;水稻83%;玉米59%;马铃薯74%;大豆59%;棉花84%。

目前,全世界每年投资260亿美元,使用250万吨的农药,加上其他非化学防治方法的使用,每年有害生物危害造成的损失仍为全世界的食用和纤维作物产量的35%和42%之间。其中,害虫造成的损失达13%-16%,植物病原体造成的损失为12%-13%,杂草为10%-13%,每年作物损失的价值达到2440亿美。

外来入侵动植物对农田、园艺、草坪、森林、畜牧、水产等可带来直接经济危害。水花生:对水稻、小麦、玉米全生育期引致的产量损失分别达45%、36%、19%;紫茎泽兰:含有的毒素易引起马匹的气喘病,仅1979年在云南省的52个县179个乡,发病马5015匹,死亡3486匹,甚至造成“无马县”,牛羊也因无可食饲料种群数量锐减;水葫芦:全国每年用于人工打捞的费用至少超过1亿元,而水葫芦带来的农业灌溉、粮食运输、水产养殖、旅游等方面的经济损失更大。

美洲斑潜蝇:最早于1993年在海南发现,到1998年已在全国21个省市区发生面积达2000多万亩,目前在我国,每年防治斑潜蝇的成本高达4亿元。

松材线虫病:被称为“松树癌症”,在短短十年间,疫区已扩至江浙六省,发生面积100多万亩,对黄山、张家界等风景名胜区构成了巨大威胁。(3)传播植物病害:真菌、细菌、病毒病

300种植物病毒中,仅蚜虫传播占50%以上。间接造成损失远远大于直接损失。

2、林业害虫:

我国常见森林害虫400余种,主要有:

松毛虫:200-270万hm2,损失270-380万m3木材;

天牛:

小蠹:

3、其它害虫:

贮藏物害虫:标本虫、米象等

建筑物、桥梁等木材害虫:白蚁。

二、昆虫对动物的危害

(1)直接危害:取食、骚扰、恐吓

蝇、蚤、虱子、臭虫、蚊子、胡蜂

(2)间接危害:传播疾病

人类疾病约2/3由昆虫传播,如

疟疾:蚊子传播,非洲每年1亿人患病,80万人丧生

鼠疫:跳蚤传播

蟠尾线虫病:蚋传播,非洲每年100万人患病,70万人由此失明第二节昆虫的有益方面一、传粉昆虫

80%植物为虫媒植物

蜜蜂传粉,使作物增产显著,如:

棉花:12-15%

油菜:40-60%

向日葵:30-50%

果树:50%以上

瓜类:50-60%

温室大棚果树、蔬菜:30-70%

二、工业原料昆虫

家蚕、柞蚕:丝绸

五倍子蚜虫:五倍子(盐肤木,虫瘿),鞣酸—制革、染料

紫胶虫(蚧):紫胶---油漆、绝缘物、唱片

昆虫:几丁质

胭脂虫(蚧):洋红—染料

三、天敌昆虫

捕食性天敌(28%):蜻蜓、螳螂、多数瓢虫

寄生性天敌(2.4%):赤眼蜂、姬蜂、茧蜂

四、食用、饲用昆虫

富含蛋白质、不饱和脂肪酸、微量元素等

目前世界约5000种昆虫可被食用,如蝗虫、蝉

、蜻蜓稚虫、蚂蚁、桂花蝉等

家蝇、黄粉虫作为饲料

五、药用昆虫

中药重要组成部分,目前300种入药,如

蝉蜕、螳螂卵壳、斑蝥、蜣螂、冬虫夏草、

蝇蛆、蜜蜂

六、文化昆虫

丰富人们文化生活,如

漂亮昆虫:蝴蝶

发音昆虫:螽斯(蝈蝈)

发光昆虫:萤火虫

争斗昆虫:蟋蟀(蛐蛐)

七、腐食、粪食昆虫:17.3%

清洁工,如澳大利亚的神农蜣螂纪念馆

八、科学试材

果蝇:遗传研究材料

九、仿生学:第三章昆虫学简史第一节世界昆虫学简史昆虫学是人类在长期认识自然与改造自然的历史过程中对昆虫知识不断积累的结果。但昆虫学作为一门独立的学科应从17世纪算起。

17世纪:显微镜出现,观察昆虫的外部器官、内部结构(描述阶段)

18世纪,大批人士开始昆虫学研究,除形态描述外,对昆虫习性、生活史进行记述

1758年,林奈--《自然系统》,2000种昆虫

1775年,Fabricius—(Systemaetomological)、《昆虫系统》

1780年,伦敦昆虫学会成立(世界第一个)

19世纪,欧美各发达国家的昆虫学蓬勃发展,注意昆虫生理学、生态学

1807年,世界第一个昆虫学专业期刊—《伦敦皇家昆虫学会会刊》,(Transa-ctionsofRoyalEntomologicalSocietyofLondon)问世

1859年,达尔文《物种起源》出版

1866年,美国堪萨斯大学首次开设昆虫学课程

1881年,美国康乃尔大学成立昆虫学系(Comstock教授)

20世纪是昆虫学发展的黄金时期

30年代前:昆虫分类、农业昆虫学研究

30年代,是昆虫学科分化的重要年代

1931年,Chapman出版《昆虫生态学》

1934年,Wigglesworth出版《昆虫生理学》

1935年,Snodgrass出版《昆虫形态学原理》

40年代后,昆虫学飞速发展(先进仪器、设备)

90年代,昆虫学基本方向、范围大体形成

自1994年2月27日美国科罗拉多州立大学建立了世界上第1个昆虫学Internet站点()后,昆虫学站点雨后春笋般涌现,20世纪末期,昆虫学网络教学也逐渐开展。第二节中国昆虫学简史一、中国古代(公元前5000年至公元1839年)昆虫学简史(古代辉煌)

5200年前,养蚕纺纱

3000年前,利用草木灰、石灰防治害虫;养蜜蜂

2000年前,用砷、汞剂毒杀害虫;药用

1600年前,生物防治,黄惊蚁防治柑橘害虫

公元29年,出现治虫法规

公元713年,政府专门设立治蝗官吏

宋代,害虫综合治理体系出现

二、中国近代(1840---1949年)昆虫学简史(近代落后)

中国近代昆虫学史可以分为3个时期。

(1)孕育期(1840一1910年):

翻译、介绍阶段

1898年,浙江蚕学馆创办

(2)初创期(1911一1936年):

1919年,第一个昆虫学硕士—胡经甫毕业

1922年,江苏省昆虫局成立(我国第一个)

1924年,第一个昆虫学社团—六足学会成立

1933年,《昆虫与植病》发行,植保期刊

1934年,《趣味的昆虫》创刊

1935年,胡经甫《中国昆虫名录》出版

(3)艰难发展期(1937—1949年)

三、中国现代(1949年至今)昆虫学简史

(1)调整初兴期(1950一1965年)

1951年,中国昆虫学会成立

1962年,植物保护学会成立

1950年,《昆虫学报》创刊

1955年,《昆虫知识》创刊

1958年,《应用昆虫学报》创刊

1962年,《植物保护学报》创刊

1963年,《植物保护》创刊

1964年,《动物分类学报》创刊(2)文革动乱期(1966一1976年)

昆虫研究几近停滞

(3)平稳发展期(1977年至今)

《昆虫天敌》、《生物防治通报》、《昆虫分类学报》、《中国生物防治》等相继创刊

1992年,第19届国际昆虫学大会在北京召开

1994年,《EntomologiaSinica》创刊

2004年,第15届国际植物保护大会在北京召开第四章昆虫学的内容与范围昆虫学(entomology或insectology)是以昆虫为研究对象的学科,它可以分为5个大类。

一、普通昆虫学

(1)昆虫形态学(insectmorphology):

结构、功能、起源及演化

(2)昆虫生物学(insectbiology)

发育、变态、习性、行为

(3)昆虫分类学(insecttaxonomy或insecttaxology)

鉴定、命名、物种间亲缘关系

(4)昆虫生理学(insectphysiology)

组织、器官机能、代谢规律

(5)昆虫生态学(insectecology)

昆虫与环境的关系

二、应用昆虫学

应用昆虫学(appliedentomology)又称经济昆虫学(economicentomology),应用昆虫学分为:

农业昆虫学(agriculturalentomology)

果树昆虫学(fruitentomology)

蔬菜昆虫学(vegetableentomology)

森林昆虫学、医学昆虫学、兽医昆虫学、法医昆虫学、城市昆虫学、贮物昆虫学、资源昆虫学、昆虫毒理学、昆虫病理学、植物化学保护、害虫生物防治、养蜂学、养蚕学等。

三、文化昆虫学(culturalentomology)

20世纪80年代初期形成的一门文理交叉学科,主要研究昆虫对人类文化的影响,包括民族昆虫学、民俗昆虫学、神话昆虫学、文学昆虫学等方面。

四、古昆虫学(palaeoentomology)

是古生物学的一个重要分支,是研究保存在岩层中的昆虫遗体和遗迹的科学,主要有化石昆虫分类学、古昆虫生态学、古昆虫地理学等分支。五、技术昆虫学

技术昆虫学(technicalentomology)或(entomologicaltechnology)是探讨昆虫学研究中所用技术的科学。

第二节学习昆虫学及普通昆虫学的目的与意义

探索昆虫生命活动的规律,并将其正确运用于农业生产中,合理利用宝贵资源,变害为益,最终达到持续发展农业和保护生态环境的目的。第一章昆虫体躯的一般构造昆虫种类繁多,形态各异,这是长期对生活环境适应的结果。昆虫形态学的任务:通过分析、比较,归纳出昆虫外形的基本构造和功能,探求各构造的同源关系,为学习昆虫生理学、生态学、生物学、分类学奠定基础。第一节昆虫的大小、形状与体向一、昆虫的大小

不同昆虫的个体间大小差别很大。最长竹节虫:330mm;最大的凤蝶:翅展300mm最粗壮的当推鞘翅目一些昆虫,有些粪蜣身体的直径可达50mm,巨犀金龟Dynasteshercules的体长达180mm。有些已灭绝的昆虫体型更大,如出现在二叠纪的巨脉蜻蜓Mega-

neuramonyi翅展长达710mm。

最小的昆虫为一些寄生性的膜翅目昆虫,其成虫的体长在0.2mm以下,比最大的原生动物还要小。

对大部分昆虫而言,体长多在5—15mm之间,而翅展在15—45mm之间。

人们一般把昆虫分为巨、大、中、小、微型5类

巨型:体长在100mm以上者为;

大型:99—40mm之间;

中型:39—15mm之间;

小型14—3mm之间;

微型:2mm以下者;

二、昆虫的形状

昆虫的外形可谓千姿百态,但大多数昆虫的体躯为圆形,一般直径不超过10mm;因为昆虫的呼吸靠气管系统进行,气体扩散作用使氧气沿着气管进人组织,但氧气扩散的速度会随昆虫体积的增大而变慢;当一种昆虫身体的直径超过20mm时,呼吸方式将不利于昆虫生命活动的正常进行,这也可能是大型昆虫容易灭绝的原因之一。

在描述昆虫的形状时,常用细长、长形、圆形、椭圆形、扁平、侧扁等词语或以某一常见物体的形状来说明。大多数昆虫左右对称。

三、昆虫的体向

在描述昆虫时,常以昆虫重心为中心(多为胸部)给昆虫的各结构定位(图见下页),常用的体向有前、后、背、腹、侧、左、右、内、外、基、端等。

沿身体纵轴趋向头端为前方(anterior),趋向腹部末端为后方(posterior),前方、后方分别又有头向(cephalic)、尾向(caudal)之称。

昆虫在一个平面上爬行或停落时,与该平面垂直方向的近平面者为腹向(ventral),离平面者为背向(dorsal)。

自背面观,在昆虫的头向与人头向一致时,人体的左、右向即为虫体的左(left)、右(right)向,左、右两向均属侧向(lateral)。

侧向上,近体纵轴者为内方(innerside),远体纵轴者为外方(outerside)。

基部(basal或proximal)与端部(apical或distal)通常是对附肢或体表突出物而言,近着生处者为基部,远离着生处者为端部;此外,对于腹部和小盾片则是以靠近体前方者为基部,远离体前方者为端。

由于昆虫形态的多样性与复杂性,上述的体向在实际应用上仍嫌不够,还需用到一些组合式的体向名称,如背侧方、腹侧方、侧前方、侧后方等等。第二节昆虫的体躯一、体躯的分节与分段

昆虫的体躯由坚硬的外壳和包藏的内部组织与器官组成。外壳由18—21个环节,即体节(somite或segment)所组成;大部分体节之间由柔韧的节间膜(intersegmentmembrane)相连,因此,昆虫的体躯可以分为头(head)、胸(thorax)、腹(abdomen)3个明显的体段(图1—1)。一般认为头部由6节组成,成虫阶段很难找到分节痕迹;胸部由3节组成,中、后胸节常紧密愈合;腹部由9一12个腹节组成,有时可见腹节减少到3-5个,有翅昆虫在成虫阶段腹部除外生殖器及尾须外,其他附肢均消失。

二、体躯的分节方式

一般昆虫的幼期,相邻体节具环形凹陷,即节间褶(int-ersegmentalfold),纵肌附着褶上,其体节相当于胚胎发育的真正体节,故称这种分节方式为初生分节。(primaryse-gmentation),其体节称为初生节(primarysegment)具有初生分节方式的昆虫体躯几乎可以向任何方向弯曲或活动。

在成虫体壁的骨化过程中,相当于初生分节的节间褶也骨化了,里面形成前内脊,褶前一未经骨化的窄环,成为体节的分界(见下页图B),这种因体壁骨化而产生的分节方式称次生分节(secondarysegmentation),所形成的节叫次生节或后生节(secondarysegment)。纵肌收缩可使相邻体节在节间膜处相互套叠(见下页图C)。

三、体节的的分区与构造

昆虫的每个中间体节像一个前后无面盒子,由背、腹两面及两个侧面组成,各面间有时分界不明显,有时以膜质相连。

大多数成虫羽化后体壁很快硬化,这一过程叫骨化(sclerotization),背面的骨化区叫背板(tergum或复数terga),腹面的骨化区叫腹板(sternum,复数sterna),侧面的骨化区叫侧板(pleuron,复数pleura)。这些骨化的区域通常被膜质部分或沟缝分割成若干小片,即骨片(sclerite),由背板分割成的小片叫背片(tergite),由腹板分割成的小片叫腹片(sternite),由侧板分割成的小片叫侧片(pleurite)。

昆虫体表常有不少如刺、毛、瘤、皱、脊等突出物及沟、缝等凹陷部分,沟(sulcus,复数sulci)是骨板褶陷而在体表留下的狭槽;沟下陷入部分成脊状或板状者称内脊(ridge),而成或刺状或叉状者叫内突(apodeme);这些内突与内脊构成了昆虫的内骨骼(endoskeleton)。

缝(suture):两骨并接的界线。

四、附肢

体躯具有分节的附肢(appendage)是节肢动物共同的特点,昆虫在胚胎发育时几乎各体节均有1对可以发育成附肢的管状外长物或突起,到胚后发育阶段,一部分体节的附肢已经消失,一部分体节的附肢特化为不同功能的器官。通过比较附肢的构造,可以推断各类群间的演化关系。

昆虫的附肢多为6节,一般不超过7节,各节基部具控制该节活动的肌肉;若某个节又分成几个亚节,则亚节内不具有控制亚节活动的肌肉。

大部分情况下,附肢可以在一定范围内活动。也有些种类的附肢基部与体壁紧密结合而使基节失去了活动能力。第二章昆虫的头部及颈部头部(head):是昆虫体躯的第一个体段,由数个体节愈合而成;头壳坚硬,以保护脑和适应取食时强大的肌肉牵引力。

头壳表面着生有触角、复眼与单眼,前下方生有口器,后面有头孔。第一节头部的分节昆虫的头壳由于没有分节的痕迹,所以头部的分节(segmentation)至今仍存在着争论,形态学家们根据胚胎学与比较形态学研究结果提出了不同的学说,有3,4,5,6,7,8,9节说之多。昆虫学家们广为接受的是Rempel(1975)提出的原头区加6节学说(图6—1A)。

每个体节在胚胎发育期应具备:

1对神经节1对体腔囊1对附肢第二节头壳的基本构造一、头壳上的线与沟

(1)蜕裂线(ecdysialline或ecdysialsuture):倒“Y”型线,起自胸部背中央,伸至复眼间分叉成两条侧臂,幼虫脱皮时由此裂开。

蜕裂线在若虫或幼虫阶段明显,不全变态成虫中部分或全部保留;全变态成虫均无蜕裂线。

(2)颅中沟(midcranialsulcus):与蜕裂线中干愈合,其色深,且通过蜕裂线的交叉点。

(3)额唇基沟(frontoclypealsulcus):

(4)额颊沟(frontogenalsulcus):

(5)围眼沟(ocularsulcus):

(6)颊下沟(subgenalsulcus):

(7)后头沟(occipitalsulcus):

(8)次后头沟(postoccipitalsulcus):

二、头壳的分区

(1)颅顶(vertex)

(2)额唇基区(frontoclypealarea)

(3)围角片(antennalsclerite);

(4)后唇基(postclypeus);

(5)前唇基(anteclypeus);

(6)围眼片(ocularsclerite);

(7)颊(gena);

(8)颊下区(subgenalarea);

(9)口侧区(pleurostoma);

(10)口后区(hypostoma);

(11)口后片(hypostomalsclerite);

(12)口后桥(hypostomalbridge);

(13)后头区(occipitalarea);

(14)次后头区(postocoipitalarea);

(15)后颊(postgena);

(16)后头(occiput);

三、头部的内骨骼

昆虫头部的坚硬不仅是由于各节间紧密愈合和有多条次生沟的内脊的支撑,而且还在于头壳内有着特殊的内骨骼。

昆虫头部的内骨骼统称为幕骨(tentorium)(图6-3),主要由一对幕骨前臂(anteriortentorialarms)与一对幕骨后臂(posteriortentorialarms)组成。第三节头部的感觉器官昆虫的头部着生有昆虫的主要感官,如触角、复眼、单眼。在口器各组成部分上也有感觉器。

一、触角

(一)触角的基本构造

昆虫的触角由3节构成,分别为柄节、梗节、鞭节。

(二)触角的类型

1.刚毛状(setaceous):触角短,柄节、梗节较粗大,鞭节细似刚毛,如蝉、蜻蜓等的

触角。

2.线状(filiform):触角细长,鞭节各节大小、形状相似,向端部逐渐变细。如蝗虫、天牛等的触角。

3.念珠状(moniliform):鞭节由多个近似圆球形、大小相似的小节组成,形似一串念珠。

如白蚁的触角。

4.棒状(clavate):结构似线状,但近端部数节膨大如棒。如蝴蝶、蚁蛉的触角。

5.锤状(capitate):似球杆状,但触角短,端部数节突然膨大(末端平截),形似锤状。如瓢虫的触角。

6.锯齿状(serrate):鞭节各亚节的端部一角向一侧突出,似锯齿。如芫菁雄虫的触角。

7.栉齿状(pectinate):鞭节各亚节向一侧显著突出,似梳子。如豆象雄虫的触角。

8.羽状(plumose):鞭节各亚节向两侧显著突出,似羽毛。如雄蛾的触角。

9.肘状(geniculate):柄节特别长,梗节短小,鞭节由若干大小相似的亚节组成,基部柄节与鞭节之间呈膝状或肘状弯曲。如胡蜂、象甲等的触角。

10.环毛状(whorled):

11.具芒状(aristate):触角短,一般为3节,端部一节膨大,其上有一刚毛状的构造,称为触角芒,芒上有时还有许多细毛。如蝇类的触角。

12.鳃状(lamellate):鞭节的端部数节(3—7节)延展成薄片状迭合在一起,状如鱼鳃。如金龟类的触角。

(三)触角的功能

主要功能:嗅觉、触觉与听觉

特殊功能:

芫菁雄虫触角:交配时抱握雌虫;

魔蚊幼虫触角:捕获猎物;

仰泳蝽触角:游泳时平衡身体;

水龟虫触角:潜水时帮助呼吸;

二、复眼

复眼(compoundeyes或eyes)是昆虫最重要的一类视觉器官,能辨别出近距离的物体,特别是运动着的物体。

昆虫复眼一般具有一下几方面特征:

复眼多位于头部侧上方,常为圆形或卵圆形,一般由若干个大小一致的小眼(ommatidium,复数ommatidia)组成。

昆虫复眼的小眼数目变化甚大。

复眼的大小与种类及性别有很大关系,根据复眼连接的方式可以分为接眼式和离眼式。三、单眼

昆虫的单(ocellus,复数ocelli)包括背单眼(dorsalocelli)和侧单眼(lateralocelli)两类,它们只能感受光线的强弱与方向而无成像功能。第四节口器口器(mouthparts)又叫取食器(feedingapparatus),昆虫因食性及取食方式的分化,形成了不同类型的口器。大体上取食固体食物的昆虫口器为咀嚼式,取食液体食物的昆虫口器为吸收式,兼食固体和液体食物的昆虫口器为嚼吸式;其中吸食表面液体的昆虫口器为舐吸式或虹吸式,而吸食寄主内部液体的昆虫口器为刺吸式、锉吸式或捕吸式。在这些类型的口器中以咀嚼式口器最为原始。

一、咀嚼式口器(chewingmouthparts或bitingmouthparts或mandibulatemouthparts)

咀嚼式口器的主要特点是具有坚硬而发达的上颚,用以咬碎食物,并把它们吞咽下去。直翅目昆虫口器最为典型。口器的上唇、上颚、下颚与下唇围成的空隙称为口前腔(Preoralcavity)。舌在口前腔的中央,将口前腔分为前、后两部分,前面的部分称为食窦(cibarium),前肠开口于此处,食物在此经咀嚼后送入前肠;后面部分称为唾窦(salivarium),唾腺在此开口,唾液流出后,在口前腔与食物相混合。咀嚼式口器由上唇、上颚、下颚、下唇与舌5部分组成。

1.上唇(1abrum):是悬于唇基前缘的一双层薄片,由唇基上唇沟与唇基分界,作为口器的上盖,可以防止食物外落。上唇的前缘中央凹入,外壁骨化;内壁膜质柔软,上有密毛和感觉器,称为内唇(epipharnx)。上唇内部有肌肉,可使上唇作前后运动。

2.上颚(mandible):位于上唇的后方,是由头部附肢演化而来的1对坚硬的锥状构造。上颚的前后有两个关节,连接在头壳侧面颊下区的下方。上颚端部具齿的部分称为切齿叶(incisorlobe),用以切断和撕裂食物;基部与磨盘齿槽相似的粗糙部分称为臼齿叶(moIarlobe),用以磨碎食物。

颚基部具有起源于头颅内的两束肌肉,即强大的收肌和较小的展肌,这两束肌肉分别着生在上颚的两个肌键(收肌键和展肌键)上,两束肌肉的收缩使上鄂沿两个关节的连线为轴左右活动。

3.下颚(maxillae):位于上颚的后方和下唇的前方,也是由头部的1对附肢演变而来,左右成对,可辅助取食。下颚可分为以下5个部分。

(1)轴节(cardo):是基部的三角形骨片,基部有一个突起与头壳的侧下缘相连。

(2)茎节(stipes):是轴节下方的一个长方形骨片,有膜与轴节相连,故可活动。其外缘有一个小片或小突起,上面着生下颚须,叫做负颚须节(palpifer)。

(3)外颚叶(galea):着生在茎节前端外侧的一个不甚骨化的匙状构造,也称为“盔节”。

(4)内颚叶(1acinia):是位于茎节前端内侧的一个较骨化、端部具齿的叶片,也称为“叶节”。内、外颚叶具有协助上颚刮切食物和握持食物的作用。

(5)下颚须(maxillarypalpus):着生在茎节外缘的负颚须节上,一般分为5节,有触觉毛,具有嗅觉和味觉的功能。

4.下唇(1abium):下唇位于下颚的后面、头孔的下方,构造与下颚相似,相当于1对下颚愈合而成,故又称第2下颚。具有托挡食物的作用。

(1)后颏(postmentum):位于下唇的基部,相当于下颚的轴节,着生在后头孔下面的薄膜上,通常分为前后两个骨片,后端的骨片称为亚颏(submentum),前端的骨片称为颏(mentum)。后颏不能活动。

(2)前颏(prementum):是连在后颏前端的部分,相当于下颚的茎节,可以活动。

(3)侧唇舌(paragLossa):是位于前颏端部外侧的l对较大的叶状构造,相当于下颚的外颚叶。

(4)中唇舌(glossa):是前颏端部内侧即两侧唇舌之间的1对小突起,相当于下颚的内颚叶。蝗虫的中唇舌不对称,左面的一个不很明显,而右面的一个则明显可见。

(5)下唇须(1abialpalpus):着生在前颏侧后方的一块骨片即负唇须节(palpiger)上,节数较下颚须少,一般只有3节,亦较下颚须短。下唇须也生有感觉毛,起感触食物的作用。

5.舌(hypopharynx):位于头壳腹面中央,是头部颚节区腹面扩展而成的一个囊状构造,不是头部的附肢。舌壁具有很密的毛带和感觉区,司味觉作用。舌有肌肉控制伸缩,帮助运送和吞咽食物。二、嚼吸式口器

嚼吸式口器(chewing—lappingmouthparts)仅为一部分高等膜翅目昆虫的成虫所特有,是兼有咀嚼与吸收两种功能的口器。其主要特点是下颚和下唇特化为可以临时组成吸食液体食物的喙。

上唇和上颚保持咀嚼式口器的形式。上颚发达,主要用于采集咀嚼花粉和筑蜂巢。

下颚的外颚叶延长成刀片状,内颚叶和下颚须较退化。

下唇的颏是一块三角形的骨片,前颏是一块近于长方形的槽状骨片,中唇舌和下唇须延长,中唇舌的腹面凹陷成一纵槽,端部膨大成瓣状构造,侧唇舌不发达。

蜜蜂在取食花蜜或其它液体食物时,下颚的外颚叶覆盖在中唇舌的背、侧面,形成食物道。下唇须贴在中唇舌腹面的槽沟上形成唾液道。中舌瓣有刮取花蜜的功能,借唧筒的抽吸作用将花蜜或其它液体食物吸入肠内。蜜蜂的唧筒是一个大形的肌肉囊,位于头颅内脑的前方,由咽喉、口腔、食窦合成。该唧筒不仅有抽吸作用,还可以回吐食物,帮助酿蜜及哺喂后蜂和幼虫。吸食完毕,下颚和下唇临时组成的喙管又分开,分别弯折于头下,此时上颚便发挥其咀嚼功能。

三、舐吸式口器

舐吸式口器(spongingmouthparts)是双翅目蝇类特有的口器。家蝇Muscadomestica的口器是其典型代表。

家蝇口器的上颚消失,下颚除保留1对下颚须外,其余部分也消失。在其头下可见一粗短的喙,喙由基喙(basiproboscis)、中喙或喙(mediproboscis或haustellum)和端喙(distiproboscis)3部分组成。

基喙最大,略呈倒锥状,以膜质为主,是头壳的一部分,其前壁有一马蹄状的唇基,唇基前生有l对棒状不分节的下颚须。

中喙是真正的喙,略呈筒状,由下唇前颏形成。其后壁骨化为唇槽鞘,前壁凹陷成为唇槽。上唇长片状,内壁凹陷成为食物道,盖合在唇槽上。舌成为一小形刀片状,内在唇槽上。舌成为一小形刀片状,内有唾道,位于唇槽内,封合食物道。由于基噪为膜质而有弹性,所以平时中晓可折叠于头下或缩入头内,只有在取食时伸直。

端喙是位于中喙末端的两个大形的椭圆形瓣,一般称为唇瓣(1abella)。唇瓣腹面膜质,并有很多条环沟,形似气管,常称为拟气管(pseudotracheae)。每一唇瓣上的环沟通至1条纵沟,纵沟连到两唇瓣基部间的小孔即前口(prestomum),但也有一部分环沟直接通向前口。

前口与食物道相通,唾液也从前口分泌出来。

唇瓣可以活动,不取食时,唇瓣腹向并合,拟气管隐藏起来。取食时,有时两唇瓣平展,借食窦唧筒的抽吸作用,使液体食物通过拟气管进入前口,拟气管还有过滤作用;

四、刮吸式口器

刮吸式口器(scratchingmouthparts)见于双翅目蝇类幼虫中。

口器十分退化,只能见到1对口钩(mouth—hook),用于刮破食物,然后吸食汁液及固体碎屑。口钩可能是高度骨化的次生构造。

五、虹吸式口器

虹吸式口器(siphoningmouthparts)为鳞翅目成虫(除少数原始蛾类外)所特有,其显著特点是具有一条能卷曲和伸展的喙,适于吸食花管底部的花蜜。

其上唇为一条很狭的横片。上颚消失。下颚的轴节和茎节缩入头内,但1对外颚叶十分发达,组成一个卷曲呈钟表发条状的吻。每一外颚叶内壁各有一条纵沟,互相嵌合成一条食物道,有的还保留1对不发达的下颚须。下唇退化为一小的三角形区,但下唇须发达,通常3节。舌亦退化。

六、捕吸式口器

捕吸式口器(grasping—suckingmouthparts)为脉翅目昆虫的幼虫所独具,其最显著的特征是成对的上、下颚分别组成一对刺吸构造,因而又有双刺吸式口器之称。

主要特点是上颚长而宽,端部尖,呈镰刀状,沿其内缘有一纵沟。下颚的轴节、茎节均很小,下颚须消失,但外颚叶发达,呈细镰刀状,并嵌合于上颚的纵沟上组成一食物道。端部开口,基部通向口腔。下唇较小,具下唇须。

在捕食时由上、下颚组成的捕吸器刺入猎物体内,接着将消化液经食物道注入猎物体内,进行肠外消化,然后将猎物举起使消化好的物质流入口腔,最后只剩下一层猎物皮(躯壳)而被抛弃。

七、锉吸式口器

锉吸式口器(rasping—mouthparts)为缨翅目昆虫蓟马所特有,各部分的不对称性是其显著特点。

蓟马的头部向下突出,呈短锥状,端部具有一短小的喙,喙由上唇和下唇组成,内藏舌和由左上颚及1对下颚所形成的3根口针。右上颚已消失或极度退化,不形成口针。左上颚发达,形成粗壮的口针,是主要的穿刺工具。因此这类口器的特点是上颚不对称,两下颚口针组成食物道,舌与下唇间组成唾道。取食时,先以上颚口针锉破寄主表皮,使汁液流出,然后以喙端密接伤口,靠唧筒抽吸作用将汁液吸入消化道内。

八、刺舐式口器

刺舐式口器(piercing-spongingmouthparts)为吸血性双翅目虻类昆虫所特有。九、刺吸式口器

刺吸式口器(piercing—suckingmouthparts)是取食植物汁液或动物血液的昆虫所具有的既能刺入寄主体内又能吸食寄主体液的口器,为同翅目、半翅目、蚤目及部分双翅目昆虫所具有,虱目昆虫的口器也基本上属于刺吸式。此处仅以蝉的口器对此类口器加以简介。不同种类的具有刺吸式口器昆虫的口器构造有一定的差异。

刺吸式口器的主要特点是:上颚和下颚延长,特化为针状的构造,称为口针(stylet);下唇延长成分节的喙(rostrum),将口针包藏于其中,食窦和前肠的咽喉部分特化成强有力的抽吸机构——咽喉唧筒。现以蝽的口器为例说明其构造和功能。蝽的上唇位于唇基的前下方,呈细三角片状,较短,紧贴于下唇沟上。上颚为细长口针,较下颚略粗;端部具细的倒齿,为穿刺器官。下颚亦为细长口针,每一下颚内侧有两条纵沟,两下颚嵌合成为两条管道,前面略粗者为食物道(foodcanal),后面略细者为唾液道(salivarycanal)。下颚口针由内颚叶特化而成,外颚叶和下颚须均已消失。两对上、下颚口针以沟脊嵌合在一起,只能上下滑动而不能分离。下唇3—4节,形成长的喙,喙的前壁凹陷形成一条纵沟,称为唇槽,以容纳上、下颚口针。喙由下唇前颏特化而成,下唇须消失。舌位于口针基部,短小、圆锥形。

十、口器的类型与害虫防治的关系

昆虫的口器类型不同,为害方式也不同,因此采用防治害虫的方法也就不相同。了解昆虫口器的构造类型;不仅可以知道害虫的为害方式,而且对于正确选用农药及合理施药有着重要的意义;同时,熟悉害虫的口器类型与被害特征后,即使害虫已经离开寄主,也可以根据被害状大致判明害虫的类别。

咀嚼式口器的昆虫取食固体食物,咬食植物各部分组织,造成机械损伤。如蝗虫、粘虫等咬食叶片、茎秆,造成寄主植物残缺不全,甚至把庄稼吃成光秆;有的将叶片咬成许多孔洞,或仅剥食叶肉而留下叶脉,如叶甲;有的吐丝缀叶潜居其中为害,如卷叶蛾、螟蛾;有的蛀入树干边材或木质部,蛀成各种形状的“隧道”,如天牛、吉丁虫等。对于这些害虫一般采用胃毒剂(stomachpoison)或触杀剂(contactpoison)进行防治。对于蛀茎、潜叶或蛀果等钻蛀性害虫,因只是短时间暴露在外,故施药时间应掌握在害虫蛀入之前;对于地下害虫,一般使用毒饵、毒谷,使之和食物一起吞下,导致它们死亡。

具有刺吸式口器的昆虫如蝽、蚜虫、叶蝉和飞虱等为害的植物,外表没有显著的残缺与破损,但造成生理伤害。植物叶片被害后,常出现各种斑点或引起变色、皱缩或卷曲。倍蚜、瘿蜂等为害的植物,叶面隆起,形成虫瘦。幼嫩技梢被害后,往往变色萎蔫。蝽、蚧类等为害的植物也可形成畸形的丛生枝条。此外,昆虫在取食时,可将有病植株中的病毒吸入体内,随同唾液注入健康的植株中,引起健康植株发病,如小麦的黄矮、丛矮等病毒就是由蚜虫、飞虱传播的。对于刺吸式口器的害虫,一般使用内吸杀虫剂(systemicinsecticide)防治效果最好,触杀剂对刺吸式口器的害虫也有良好的防治效果,而胃毒剂对刺吸式口器的害虫则不能奏效。

虹吸式口器的昆虫吸食暴露在植物体外表的液体,根据这一习性可将胃毒剂制成液体毒饵,使其吸食后中毒,如目前常用的糖酒醋诱杀液等。第五节头部的变化与适应

一、感觉器官的结构和功能及与环境的关系

昆虫的感觉器官主要集中在头部,特别是触角与复眼对昆虫的生存及发展起着至关重要的作用,其大小、形状等均与觅食、求偶等功能相适应。

不同环境中的昆虫,感觉器官的进化总是向着适应环境条件的方向发展。

二、口器着生位置与功能的适应

昆虫由于取食方式的不同,口器的形状与着生的位置也出现了明显变化,根据口器着生的方向,可以将昆虫的头部形式分为3大类。

(1)下口式(hypognathous):口器向下,头的纵轴与虫体纵轴大致垂直,称为下口式。大多数取食植物茎、叶的昆虫如蝗虫和鳞翅目的大多数幼虫属此类型。该类型昆虫的取食方式比较原始。

(2)前口式(prognathous):口器向前,头的纵轴与虫体纵轴成一钝角或近于平行,称前口式。很多捕食性及钻蛀性昆虫属此类型。如步甲、潜叶蛾幼虫等。

(3)后口式:(opisthognathous)口器向后,头的纵轴与虫体纵轴成一锐角,称为后口式。常见于刺吸式口器昆虫,如蝉、蝽、蚜虫等。第六节昆虫的颈部

在胸部和头部之间有一膜质环,称为颈(cervicum),颈通常缩入前胸内。在颈膜上具有一些小骨片,称为颈片(cervicalsclerites),背、腹、侧区各有1对,其中以两侧的侧颈片(cervapleuron)最为多见和重要。侧颈片由两片组成,互相顶接并呈一夹角。侧颈片前端称为前侧颈片(cervepisternum),其前方与后头突支接;后端称为后侧颈片(cervepimeron),其后方与前胸的前侧片形成关节。侧颈片上着生有起源于头部和胸部的肌肉,这些肌肉以及背腹纵肌的伸缩活动,可使头部前伸或后缩,及上下倾斜和左右活动。第三章昆虫的胸部

胸部由3节组成,由前向后依次分别称为前胸(prothorax)、中胸(mesothorax)和后胸(metathoraX)。每一胸节各具足1对,分别称为前足(foreleg)、中足(medianleg)和后足(hindleg)。大多数昆虫在中、后胸上还各具有1对翅(wings),分别称为前翅(forewings)和后翅(hindwings)。中、后胸具翅,故又称为具翅胸节(pterothorax)。第一节胸部的基本构造一、前胸

大多数昆虫的前胸由于与飞行无关而结构比较简单,如大部分蜻蜓目、鳞翅目、双翅目、膜翅目昆虫的前胸常比中、后胸小得多。另一方面,由于前胸不受飞行机械的制约,使其具有变异的可能性。前胸的结构一般分为一下3个部分:

(1)前胸背板;(2)前胸侧板;(3)前胸腹板二、具翅胸节

具翅胸节的背板、腹板及侧板都很发达,并且彼此紧密联接,形成一个坚强的飞行支持构造。

(1)背板

具翅胸节背板一般具3条沟,分别为

前脊沟(antecostalsulcus):由初生分节的节间褶发展而来,其内的前内脊发达,形成悬骨,是背纵肌着生的地方。

前盾沟(prescutalsulcus):位于前脊沟后的一条横沟。

盾间沟(scutoscutellarsulcus):通常呈“八”形的沟,位于背板后部,内脊较强大,盾间沟的地位和形状很不固定,有的甚至全部消失。

3条横沟把背板分为4个片,从前至后依次为

端背片(acrotergite):是前脊沟前的一块狭条骨片。在翅发达的胸节,其后一节的端背片常向前扩展与前一节的背板紧接,而在前脊沟的后面发生一条窄小的膜质带,这一端背片就形成了前一节的后背片(postnotum)。

前盾片(prescutum):前脊沟与前盾沟间的狭片,其大小和形状变化很大。

盾片(scutum):前盾沟与盾间沟之间的骨片,通常很大。

小盾片(scutellum):盾间沟后的一块小形骨片,通常呈三角形。

背板的侧缘有前、后两个突起与翅相连接的关节构造,前面的突起称前背翅突(anteriornotalwingprocesses),与翅基部第一腋片相支接;后面的突起称后背翅突(posteriornotalwingprocesses)。它们分别与翅基第1腋片和第3或第4腋片相接,作为翅基的支点。小盾片两侧与翅后缘的腋索相交接。前盾片也常向外或腹面突出,与侧板的前侧片相接,形成翅前桥(prealare)。后背片与侧板的后侧片相接,形成翅后桥(postalare)。具翅胸节背板上的沟和所划分的骨片,在各类昆虫中变化甚大。

(2)侧板

具翅胸节的侧板发达,在侧翅突与侧基突之间的侧沟把侧板分为前侧片与后侧片,两侧片中部的横沟把侧板分为4片,分别叫上前侧片(anepisternum)与下前侧片(katepisternum)上后侧片(anepimeron)与下后侧片(katepimeron),在侧翅突前后的两个膜质区中各有一两个小骨片,统称上侧片,在侧翅突前面的骨片叫前上侧片(basalare),在侧翅突后面的叫后上侧片(subalare)。有些昆虫基节窝的前方有一个小骨片,称基前转片(trochantin)。

(3)腹板

昆虫具翅胸节腹板上常有两个明显的沟,前面的一条称前腹沟(presternalsulcus),后面的称腹脊沟(sternacostalsulcus);此外,还有一些膜或缝。这些沟、膜或缝把腹板分为4片,即前腹片(presternum)、基腹片(basisternum)小腹片(sternellum)及间腹片(intersternite),其中前3片由主腹片(eusternum)分隔而来,主腹片又称具叉腹片,间腹片又叫具刺腹片(spinasternite)。

背板、侧板与腹板可在翅的前后与胸足基节前、后相愈合或接触,分别形成翅前桥(prealare)、翅后桥(postalare)与基前桥(precoxale)、基后桥(postcoxale)。第二节胸部的内骨骼

一、背部的内骨骼

昆虫背部的内骨骼称悬骨(phragmata,单数phragma),有翅昆虫的成虫一般具有3对悬骨,只有少数昆虫仅具2对悬骨。(见下页图)

二、侧面的内骨骼

具翅胸节的侧内脊向内下方延伸形成臂状的侧内突(ple-uralapophysis)(见下页图D),相对比较简单。

三、腹面的内骨骼

腹内突与内刺突共同组成了腹面的内骨骼。第三节胸足的构造与类型

一、胸足的基本构造

胸足(thoraciclegs)是着生在各胸节侧腹面基节臼(或称基节窝)(coxalcavity)里的成对附肢。成虫的足由6节组成,节与节之间常有一两个关节相支接。

(1)基节(coxa,复数coxae):是胸足的第1节,通常与侧板的侧基突相支接,形成关节窝(articularsocket),为牵动全足运动的关节构造。基节常较短粗,多呈圆锥形。

(2)转节(trochanter):是足的第2节,一般较小,基部由两个关节与基节相连,端部以背腹关节与腿部紧密相连而不能活动。转节一般为l节,只有少数种类如姬蜂等的转节为2节。

(3)股节(femur,复数femora):常为足中最强大的一节,末端同胫节以前后关节相接,两关节的背腹面有较宽的膜,腿节和胫节间可作较大范围活动,使胫节可以折贴于腿节之下。

(4)胫节(tibia,复数tibiae):常细长,较腿节稍短,边缘常有成排的刺,末端常有可活动的距。控制胫节活动的肌肉源自腿节。

(5)跗节(tarsus,复数tarsi):常较短小,成虫跗节分为2一5个亚节,各亚节间以膜相连,可以活动。但原尾目、双尾目、一些弹尾目,以及多数全变态昆虫的幼虫的跗节不再分亚节。有的昆虫如蝗虫等的跗节腹面有较柔软的垫状物,称为跗垫,可用于辅助行动。

(6)前跗节(pretarsus,复数pretarsi):是胸足最末一节,在原尾目、弹尾目等较低等昆虫中,前跗节为一爪状的构造。在一般昆虫中,前跗节退化而被两个侧爪所取代。爪(claw)微弯而坚硬,基部以膜与跗节相连。前跗节常有一骨片陷入跗节内,称为掣爪片(unguitractorplate),为爪的缩肌着生处。爪在各目昆虫中变化较大。双翅目昆虫在掣爪片上往往具一片状或刺状突起,称为爪间突(empodium);有的爪在基部发生一个爪下的瓣状构造,称为爪垫(pulvillus)。前跗节及跗节上的垫状构造多为袋状,内充血液,下面凹陷,便于吸附在光滑物表面,有时垫状构造的表面被覆着管状或鳞片状毛,称粘吸毛或鳞毛,毛的末端为腺体分泌物所湿润,以辅助攀缘。

二、胸足的类型

大部分昆虫的足是适于行走的器官,由于生活环境的不同,足的功能与形态出现了一些变化,根据其结构与功能,可把昆虫的足分为不同的类型,常见的类型有8种。

(1)步行足(walkinglegs):昆虫中最普通的一类胸足。一般比较细长,适于步行。没有显著的特化现象,但在功能上仍表现出一些差异。

(2)跳跃足(jumpinglegs):腿节特别发达,肌肉多,胚节细长而健壮,末端距发达。多为后足所特化,用于跳跃。如蝗虫的后足。

(3)捕捉足(graspinglegs):基节通常特别延长,腿节的腹面有槽,胫节可以折嵌其内,形似铡刀,用以捕捉猎物。有的腿节和胫节还有刺列,以抓紧猎物,防止逃脱。如螳螂的前足。

(4)开掘足(digginglegs):形状扁平,粗壮而坚硬。胫节外缘具坚硬的齿,状似钉钯,适于掘土。如蝼蛄、金龟子等的前足

(5)游泳足(swimminglegs):多见于水生昆虫的中、后足,呈扁平状,生有较长的缘毛,用以划水。如龙虱等的后足。

(6)抱握足(claspinglegs):为雄性龙虱所特有,其前足第1—3跗节特别膨大,其上生有吸盘状构造,在交配时用以抱持雌虫身体。

(7)携粉足(pollen-carryinglegs):是蜜蜂类用以采集和携带花粉的构造,由工蜂后足特化而成。胫节宽扁,两边有长毛,构成携带花粉的“花粉篮”,第l跗节长而扁,其上有l0一12排横列的硬毛,用以梳理体毛上粘附的花粉,称“花粉刷”。胫节末端有一凹陷,与第1跗节的瓣状突构成“压粉器”。两后足互相刮集第l跗节上的花粉于“压粉器”内,压成小的花粉团。由于跗节折向胫节,而将花粉团挤入花粉篮基部。

(8)攀握足(clinginglegs):为虱类所特有。其跗节仅为1节,前跗节为大形钩状的爪,胫节外缘有一指状突,当爪向内弯曲时,尖端可与胫节的指状突密接,可牢牢夹住寄主毛发。第四节翅昆虫是无脊椎动物中唯一能飞翔的动物,也是动物界中最早出现翅的类群。翅的获得不仅扩大了昆虫活动和分布的范围,也加强了昆虫活动的速度,使昆虫在觅食、求偶、寻找产卵和越冬越夏场所以及逃避敌害等多方面获得了优越和竞争能力,是昆虫纲成为最繁荣的生物类群的重要条件。

一、翅的起源

昆虫翅的起源问题,至今尚无定论。影响较大的学说有3种,即气管鳃翅源说(trachealgilltheory)、侧背叶起源说(paranotaltheory)及侧板起源说(pleurontheory)。

二、翅的基本结构与类型

(一)翅的基本结构翅一般近三角形,所以有3缘3角。3缘分别为前缘(costalmargin),后缘(innermargin),外缘(outermargin)。3角分别为肩角(humeralangle),顶角(apicalangle),臀角(analangle)。

新翅类的昆虫为了适应翅的折叠与飞行,翅上有3条褶线

基褶、臀褶和轭褶将翅面分为4区:腋区(axillaryregion)、臀前区(remigium)、臀区(vannalregion)、轭区(jugalreg-ion)。

(二)翅的类型

(1)膜翅(membranouswing):质地为膜质,薄而透明,翅脉明显可见。如蜂、蜻蜓的前后翅;甲虫、蝗虫等的后翅。

(2)毛翅(piliferouswing):质地也为膜质,但翅面上覆盖一层较稀疏的毛。如石娥等毛翅目昆虫的前、后翅。

(3)鳞翅(lepidoticwing):质地为膜质,但翅面上覆盖有密集的鳞片。如蛾、蝶类等鳞翅目的前、后翅。

(4)缨翅(fringedwing):质地也为膜质,翅脉退化,翅狭长,在翅的周缘缀有很长的缨毛。如蓟马等缨翅目的前、后翅。

(5)半覆翅(hemitegmen):臀前区革质,其余部分膜质,翅折叠时臀前区覆盖臀区、轭区起保护作用。如竹节虫的后翅。

(6)覆翅(tegmen,复数tegmina):质地较坚韧似皮革,翅脉大多可见,但不司飞行,平时覆盖在体背和后翅上,有保护作用。蝗虫等直翅目昆虫的前翅属此类型。

(7)半鞘翅(hemielytron,复数hemielytra):基半部为皮革质,端半部为膜质,膜质部的翅脉清晰可见。蝽类等半翅目的前翅属此类型。

(8)鞘翅(elytron,复数elytra):质地坚硬如角质,不司飞翔作用,用以保护体背和后翅。甲虫等鞘翅目昆虫的前翅属此类型。

(9)棒翅(halter):双翅目昆虫和雄蚧的后翅退化,形似小棍棒状,无飞翔作用,但在飞翔时有保持体躯平衡的作用。捻翅目雄虫的前翅也呈小棍棒状,但无平衡体躯的作用,称为拟平衡棒(pseudo—halter)。三、翅脉与脉序及翅室

(一)翅脉及其类型

1.翅脉的概念:翅面在有气管的部位加厚,就形成了昆虫的翅脉。翅脉的主要作用是加固翅膜。其分支与排列形式称为脉序或脉相(venation)。

2.翅脉的类型:(1)纵脉与横脉:从翅基布发出伸岛翅边缘的脉,称为纵脉;横列在纵脉之间的短脉称为横脉。(2)凸脉与凹脉:在较低等的昆虫中,翅呈半开式纵向扇折,隆起处的脉是凸脉,低处的脉是凹脉,凸凹相间,更增加了翅膜的坚韧性。较高等昆虫的翅膜平展,凸凹脉趋于消失。

(3)副脉、闰脉与系脉;

副脉(accessoryveins):作为原有纵脉的分支,命名是在原有纵脉的简写字母后面顺序附以小写a、b、c等;

加插脉或闰脉(intercalaryveins),是在两条相邻的纵脉间加插较细的游离纵脉,或仅以横脉与邻脉相接,通常在其前一纵脉的简写字母前加一大写“I”表示。

系脉(serialveins):常两条或多条翅脉段连接成1条翅脉,称为系脉,命名时可与两脉间以“&”或“一”相连。

(二)脉序、假想原始脉序、脉的变化

1.脉序(venation):翅脉在翅面上的分布形式。

2.假想原始脉序:康—尼脉系(Comstock—Needhamsystem)

前缘脉(Costa,C):位于翅的最前方,通常是一条不分支的凸脉,一般较强壮,并与翅的前缘合并。在飞行过程中,可起到加强前翅切割气流的作用。

亚前缘脉(Subcosta,Sc):位于前缘脉之后,通常分为2支,分别称为第1亚前缘脉(Scl)和第2亚前缘脉(Sc2)。均为凹脉。

径脉(Radius,R):通常是最发达的脉,共分5支。主干是凸脉,先分成2支,第1支称为第1径脉(R1),直伸达翅的边缘;后一支称为径分脉(Radialsector,Rs),是凹脉,再经2次分支,成为4支,即第2、3、4、5径脉(R2一R5)。

中脉(Media,M):位于径脉之后,近于翅的中部。其主干为凹脉,分成前中脉(anteriormedia,MA)和后中脉(posteriormedia,MP)两支。前中脉是凸脉,又分为两支;后中脉是凹脉,分为4支。完整的中脉仅存在于化石昆虫及蜉蝣中,一般昆虫的前中脉已消失,只有4支后中脉,所以中脉常单独以M表示后中脉,即M1—M4。但蜻蜓目、绩翅目则相反,后中脉消失,仅存在前中脉。

肘脉(Cubitus,Cu):主干为凹脉,分成两支,即第1肘脉(Cul)和第2肘脉(Cu2)。第1肘脉为凸脉,又分为2支,以Cu1a和Cu1b表示。

臀脉(AnaI,A):在臀榴褶后的臀区内,通常有3条,即lA、2A、3A,一般都是凸脉。有的昆虫臀脉可多至10余支。

轭脉(Jugalveins,J):仅存在于具有轭区的昆虫中,在臀脉之后,仅2条,较短,分别以Jl和J2命名。肩横脉(humeralcrossvein,h):连接C和Sc脉,位于近肩角处;

径横脉(radialcrossvein,r):连接Rl与R2;

分横脉(sectorialcrossvein,s):连接R3与R4或R2十3与R4十5;

径中横脉(radiomedialcrossvein,r—s):连接R4+5与Ml+2;

中横脉(medialcrossvein,m):连接m2与m3;

中肘横脉(mediocubitalcrossvein,m—cu):连接M3十4与Cul等。(三)翅脉的变化

1.翅脉的增多:副脉、闰脉

2.翅脉的减少:合并、消失

(四)翅室(cells)

翅脉把翅面划分成的小区叫翅室,翅室分为闭室(closedcell或enclosedcell)和开室(opencell)。翅室用组成它的前缘的纵脉的简写而命名,但在具体类群中翅室又有不同的名称,如在膜翅目昆虫有中室、盘室、缘室等习惯称呼。

四、翅的关节、运动及翅的连锁

(一)翅的关节(articulation)

1.肩片(humeralplate):紧接前缘脉的1块小骨片。有的昆虫在肩片基部还有一块较大的肩板(tegula),覆盖于翅基部上方。

2.腋片(axillaryplates或axillarysclerites):是位于腋区的小骨片,为有翅昆虫所共有。一般为3—4块,腹面凸凹不平,着生有直接翅肌,是翅与胸部接连及折叠的重要关节。

3.中片(medianplates):位于腋区的中部,为内、外两块近三角形的骨片。前、后翅都有,是翅的重要折叠关节。内中片与第2及第3腋片相接,外中片外端与中脉和肘脉相接,二中片之间是基褶,翅折叠时,二中片沿基褶向上凸折。

在翅基部的关节膜的后缘常加厚而皱褶,起韧带作用,称为腋索(axillarycord)(二)翅的运动翅的运动分为折叠与飞行两类

1.翅的折叠与张开:

折叠:第三腋片、中板、第二腋片

张开:前上侧片、第二腋片

2.昆虫飞行时翅的运动

上下拍动:间接翅肌---背纵肌、背腹肌

前后倾斜:直接翅肌---前上侧肌、后上侧肌

(三)双翅化与翅的连锁

1.双翅化(dipterization)

2.翅的连锁

昆虫的连翅器大体可分5类:

(1)翅抱型(amplexiform)(图A):蝶类和一些蛾类如枯叶蛾、天蛾等,其后翅肩角膨大,并且有短的肩脉(humerelvein)突伸于前翅后缘之下,以使前、后翅在飞翔过程中动作一致。这类连锁也称膨肩连锁或翅抱型连锁。

(2)翅扼型(jugateform)(图B):低等的蛾类如蝙蝠蛾,前翅轭区的基部有一指状突起,称翅轭(jugum),飞行时伸在后翅前缘的反面,前翅臀区的一部分叠盖在后翅上,将后翅夹住,以使前后翅保持连接。

(3)翅缰型(frenateform)(图C-D-E):在后翅前缘基部有1根或几根强大的刚毛,称为翅缰(frenulum),在前翅反面翅脉上有1簇毛或鳞片,称为翅缰钩(frenulumhook)。飞翔时以翅缰插入翅缰钩内以连接前后翅。大部分俄类属此种连锁方式。某些种类的雄蛾的翅缰仅有1根,而雌蛾可多达2—9根。雄蛾的翅缰钩位于前翅亚前缘脉下面,而雌蛾则位于前翅肘脉的下面,据此可鉴别某些蛾类的雌雄。

(4)翅褶型(foldform)(图F-G-H):在前翅的后缘有1向下卷起的褶,在后翅的前缘有1段短而向上卷起的褶,飞翔时前、后翅的卷褶挂连在一起,使前、后翅动作一致。如部分半翅目、同翅目昆虫等属此种连锁方式。

(5)翅钩连锁:在后翅前缘中部生有1排小钩,称为翅钩(hamuli),翅钩向上及向后弯曲,在前翅后缘有1条向下卷起的褶,飞行时翅钩即挂在卷褶上,以协调前、后翅的统一动作,膜翅目及部分同翅目昆虫属此种连锁方式。

(6)翅嵌型(mosaicform)(图I):部分半翅目昆虫所特有,其前翅腹面爪片的端部有一个夹状构造,后翅前缘中部向上弯曲并加厚似铁轨,飞行时嵌入前翅的夹状构造中。五、翅的变化及适应

翅的变化主要包括翅的退化、消失、大小、形状及质地的变化、多型与畸形的出现等,这些变化与昆虫本身的遗传物质的改变、环境条件的影响密切相关,有时形状与质地的改变常引起翅功能的转变。第四章昆虫的腹部第一节腹部的基本结构昆虫的腹部(abdomen)是体躯的第3个体段,紧连于胸部之后。消化、排泄、循环和生殖系统等主要内脏器官即位于腹腔内,腹部后端还生有生殖附肢,因此腹部是昆虫代谢和生殖的中心。

一、腹的外部形状

昆虫的腹部大多近纺锤形或圆筒形,常比胸部略细,以近基部或中部最宽,但也有一些奇特的形状。

二、腹部的节数及分区

(一)腹部的节数

昆虫腹部原始的节数应为12节(11腹节加尾节),但也有存在着节数增加或减少的现象。

(二)腹节的分区

1.脏节(visceralsegments):第1—7腹节,每节两侧各生有l对气门,连同第8腹节上的气门,共有8对气门。有翅亚纲成虫的脏节上无附肢。

2.生殖节(genitalsegments):第8、9腹节常保留有特化为外生殖器(genitalia)的附肢。具有外生殖器的腹节,称为生殖节(geitalsegments)

3.生殖后节(postgenitalsegments):生殖后节通常包括第l0—ll腹节,在原尾目成虫中还包括第12腹节,而在其它昆虫中,生殖后节最多2节。第10腹节的大小与尾须有关,由于尾须的肌肉起源于第10腹节背板,故尾须的肌肉发达,则此节相应地扩大。第l1节一般称为臀节,多数昆虫的臀节均甚退化。比较原始的种类在第11腹节上生有1对附肢,称为尾须(cerci)。第11节的背板盖在肛门之上,称为肛上板(epiproct),其侧板通常分为两块,位于肛门左右两侧,称为肛侧板(peraproct)。三、腹部的外骨骼

昆虫腹部有发达的背板及腹板,但侧板却很不发达,只有缨尾目和有翅亚纲昆虫腹部还保留有附肢的幼期昆虫腹部具侧板(见下图A),这是比较原始的结构。少数昆虫的某些腹节骨化成环状,背、腹、侧板更难区分(见下图F)。昆虫腹部的骨化类型见下图:第二节外生殖器及锁钥学说昆虫的外生殖器(genitalia)是昆虫用以交配与产卵的器官,雌性外生殖器称产卵器(ovipositor),雄性外生殖器称交配器(copulatoryorgan)。

一、产卵器

(1)基本构造

产卵器常为管状构造,由3对称为产卵瓣(valvulae,单数valvula)的瓣状构造组成。着生在第8腹节上的一对产卵瓣称为第1产卵瓣(firstvalvulae)或称腹产卵瓣(ventralvalvulae),其基部有第1载瓣片(firstvalvifers)。着生在第9腹节的一对产卵瓣为第2产卵瓣(secondvalvulae),或称内产卵瓣(innervalvulae),其基部有第2载瓣片(secondvalvifers)。在第2载瓣片上常有向后伸出的1对瓣状外长物,称为第3产卵瓣(thirdvalvulae)或称背产卵瓣(dorsalvalvulae)。载瓣片相当于附肢的基肢片,第1、2对产卵瓣是附肢的端肢节,而第3产卵瓣则是第9腹节附肢基肢节上的外长物

(2)产卵器的变异与适应

不同类群的昆虫具有不同形状的产卵器,低等昆虫(如原尾目昆虫)无特化的产卵器,有些昆虫的产卵器特化,而使功能变化,如蜜蜂、胡蜂等的产卵器变成了自卫或进攻猎物的器官。二、交配器

(1)雄性外生殖器的类型昆虫的雄性外生殖器可分两大类,一类为比较原始的昆虫如原尾目、蜉蝣目及部分革翅目昆虫所具,其外生殖器具有成对的阳茎(见下图A,B),另一类为多数有翅亚纲的昆虫所有阳茎为单一的管状或叶状构造。

(2)雄性外生殖器的基本结构

雄性昆虫的交配器包括将精子输入雌体的阳具(phallus)及交配时挟持雌体的l对抱握器(harpagones)。多数有翅亚纲昆虫的交配器都是由这两部分组成,但构造较为复杂而多变化,因此常作为鉴别昆虫某些近缘种的重要依据之一。

①阳茎(phallus);②抱握器(harpagones,单数harpago;claspers);

三、锁钥学说

锁钥学说(luck—and—keyhypothesis)是Dufour1844年在研究了双翅目昆虫外生殖器构造之后提出的一种解释昆虫种间机械隔离的学说。第三节昆虫腹节的非生殖性附肢一、尾须

尾须(cerci,单数cercus)是第11腹节的附肢。

二、无翅亚纲昆虫腹部的附肢

广义无翅亚纲的昆虫除了部分种类生殖后节上具尾须外,成虫脏节亦有成对的附肢,这是无翅亚纲区别于有翅亚纲的重要特征之一。

(1)弹尾目腹部的附肢

此目昆虫有了3对附肢:黏管(collophore)、握弹器(tenaculum)及弹器(springorgan)。(2)缨尾目、双尾目、原尾目昆虫腹部的附肢

缨尾目和双层目昆虫的第2至第9腹节上各具1对附肢,原尾目昆虫成虫腹部的附肢比较简单,仅在第1至第3腹节上各有1对短小的圆柱形附肢。

三、有翅亚纲昆虫幼期腹部的附肢

有翅亚纲昆虫只有在幼期才有与行动有关的附肢,这些附肢又可分两大类。

(1)水生有翅亚纲昆虫幼期腹部的附肢;

(2)陆生有翅亚纲昆虫幼虫腹部的附肢;第三篇昆虫的内部解剖和生理第一章昆虫内部器官的位置昆虫与其他节肢动物一样,其体躯的外面为一层含有几丁质的躯壳,即体壁(tegument),躯壳内部充塞着各种组织和器官等。

昆虫的体腔是一个纵贯的通腔,由于昆虫的背血管是开放式的,昆虫的体腔又叫做血腔(haemocoele)。

昆虫的血腔由肌纤维和结缔组织构成背膈和腹膈两个隔膜(diaphragm)在纵向把血腔分隔成两三个小血腔,称为血窦,分别为背血窦(dorsalsinus)、围脏窦(perivisceralsi-

nus)和腹血窦(ventralsinus)。昆虫的内部器官,根据其特殊机能,可区分为"个体生命器官"和"种繁殖器官"两类(见下页图)。

纵贯于中央(即围脏窦)的一根管道是消化道(alimentarycanal),位于中肠和后肠交界处的细长盲管是具排泄作用的马氏管(Malpighiantubules)。在消化道的背面是背血管(d-

orsalvessel),在它腹面是腹神经索(ventralnervecord),

气管系统分布在消化道四周和腹面的内脏器官之间。肌肉系统(muscularsystem)则附着于体壁内脊、底膜下面、附肢和翅基关节以及内脏器官的表面,主要的内分泌腺体(endo-

crineglands)位于头部、前胸内咽喉及气门气管附近。脂肪体(fatbody),主要位于背血窦和围脏窦中。

生殖系统主要包括雌性的卵巢或雄性的睾丸,以及沿着后肠两侧延伸到消化道腹面的1对生殖管及其合并的公共管.第二章体壁体壁是身体的最外层,是由外胚层发育而来。体壁的功能:

1、起外骨骼的作用,维持体形,昆虫的千变万化全是由体壁决定的。

2、是一保护器官,免受外来微生物和其他物质的侵入,并且保持体内的水份不外散和外部的水份不进入。

3、体壁内陷形成的内骨骼可附着肌肉。

4、昆虫的抗张力,抗压力是由于体壁的作用,否则就象软体动物一样。

5、昆虫的体色、保护色是通过体壁来形成的。

6、体壁可特化为各种感觉器官、腺体。

7、作为营养的储备库。第一节体壁的构造昆虫的体壁来源于外胚层,由里向外可分为底膜、皮细胞层和表皮层3部分(图10-1),表皮层是皮细胞分泌的产物,底膜则由血细胞分泌而成。

一、底膜(basementmembrane)

是由血细胞分泌而成,主要成份为中性粘多糖(含糖蛋白的胶朊纤维);它是一个双层的构造,为一结缔组织,厚度仅为0.5μm它的作用是将皮细胞层与血腔分开,具有选择透性。

二、皮细胞层(epidermis)

是一单细胞层,其排列整齐,它来自外胚层的细胞层。皮细胞层有三个主要作用:

1、在脱皮过程中,消化、吸收旧表皮,分泌新表皮。分泌和吸收作用是由其顶端的原生质丝构成的孔道来进行的。

2、一部分皮细胞分化形成了腺体如唾液腺、毒腺、脱皮腺等,统称皮细胞腺。

3、特化、形成各种外长物如刚毛、鳞片、刺和距等等,以及感觉器官。

皮细胞层为各相邻细胞间靠桥粒结构进行联结而成,皮细胞的形态结构随变态和脱皮周期而变化。

三、皮层

表皮层(cuticle)是由皮细胞分泌的一种异质的非细胞层分为内表皮、外表皮和上表皮3层。

(一)内表皮(endocuticIe)

内表皮是由皮细胞向外分泌所形成的最后一层,也是表皮层中最厚的一层,内表皮具有贮备营养成分的功能。

(二)外表皮(exocuticle)

外表皮是表皮中最坚硬的一层,是经过鞣化反应而形成的含骨蛋白层。

昆虫的内表皮和外表皮统称为前表皮(procuticle)

(三)上表皮(epicuticle)

上表皮是表皮的最外层,不含几丁质,从内向外一般分为表皮质层、蜡层和护蜡层。

1.护蜡层(cementlayer):是上表皮的最外层,主要成分是蛋白质和脂类。

2.蜡层(waxlayer):位于护蜡层与表皮质层之间,主要成分是长链烃类和其他脂肪酸酯和醇。

3.表皮质层由绛色细胞分泌而成,表

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