昆虫分类学教案.docx

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昆虫分类学教案

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第一章昆虫分类学原理与方法

课程名称：

昆虫分类学

学时：

4学时

授课题目：

昆虫分类学原理和方法

基本教材：

昆虫分类学（第二版）袁锋等编

参考书：

昆虫分类学（第一版）袁锋主编；《昆虫分类》（上、下），郑乐怡、归鸿主编，南京师范大学出版社出版，1999年

教学目的与要求：

掌握昆虫分类学的有关概念，研究内容和发展历史，及动物命名法规的基本内容，了解昆虫分类的发展概况与昆虫分类方法、分类技术的新动态，掌握检索表的使用及编制。

授课内容与时间安排：

◆分类学概述（1学时）

◆分类学基础知识（1学时）

◆国际动物命名法规（1学时）

◆检索表的制作（1学时）

教学方法：

课堂讲授（多媒体教学）

教学重点与难点：

1．物种概念

2．命名规则：

双名法和三名法的内容及特点，模式标本；

3．不同历史阶段对物种的定义及目前划分物种的标准；

4.检索表的制作。

第一节分类学概述

1.昆虫分类学TaxonomyofInsects

研究昆虫种的命名nomenclature，鉴定identification，描述description，分类classification以及它们系统发育phylogeny与进化evolution的科学。

这是根据昆虫分类学的任务，内容，发展历史和现状确定的。

昆虫分类实践的过程：

先把昆虫个体按照其形态特征的相似性，即共同性归为同形体，再根据生物种的科学概念和知识，把同形体鉴定到种，进一步把种按照亲缘关系的远近归入高级分类单元，属、科、目等，这样就成为一个有次序的分类系统。

2.研究任务

鉴定（identification）：

研究区分和确定生物界中各个物种，予以命名，加以描述，提供正确识别和辨别物种的知识和资料。

分类（classification）：

根据物种之间的异同，确定所属分类阶元的层次，排列成序，列出较高级阶元，即建立一个分类系统。

系统发育（phylogeny）：

探询物种和物类之间的亲缘关系，以确定不同物种和高级分类阶元的系统发育，追溯其进化过程或进化路线，简单说，就是追根寻源。

3.昆虫分类学发展史

地区性动物区系研究阶段

进化思想阶段－进化论的创立与自然分类系统确立

新系统学/种群研究阶段

近代百家争鸣阶段

4.昆虫分类学的研究意义

分类学方法是认识昆虫世界的科学方法

分类学具有独特性和不可替代性：

昆虫分类学是昆虫学其它分支学科（农业昆虫、医学昆虫、生物防治、植物检疫）的基础，昆虫分类学为昆虫学领域的所有研究指出入门的道路，提供基本信息。

5.我国昆虫分类学的历史与现状

第二节分类学基础知识

1.物种概念（Speciesconcept）

●1）模式概念、唯名论概念和群体概念

●

（1）模式概念（thetypologicalspeciesconcept）

●传统的分类学家认为每一个物种有一个“理想的”形式，它具有这个种的全部特征，是这个种的形态的完善的体现，这就是形态“模”（type）

●

（2）唯名论概念（thenominalisticspeciesconcept）

●认为生物个体才是真实的存在，而物种就像逻辑的类一样，是虚的

●（3）群体概念（thepopulationspeciesconcept）

●认为生物种是由一些具有一定的形态和遗传相似性的种群构成的

●物种个体成员之间差异性乃是真实的存在，同时承认种与种之间差异的真实性

●2）非时间的物种概念（thenon-temporalspeciesconcept）

●如果不考虑时间因素，所涉及的物种就是非时向的种

●

（1）表型种概念（thepheneticspeciesconcept）

●物种是一群具有一定形态特征的生物个体，它们之间形态上的相似明显地大于它们和其他群个体的相似

●

（2）生殖种概念（thereproductivespeciesconcept）

●物种被定义为互交繁殖的群体

●物种之间的生殖隔离使得同种的个体共有一个基因库

●矛盾和问题：

●a．分类实践中很难应用

●b．不能应用于无性生殖的生物

●c.生殖隔离与形态差异并不平行

●d．生殖隔离的机制复杂

●（3）生态学种的概念（theecologicalspeciesconcept）

●物种是生态系统中的功能单位，每个物种占有一个生态位

●3）时向种概念（thetemporalspeciesconcept）

●物种是随着时间而进化改变的

●

（1）表型的连续改变

●

（2）种内分异、形成两个或多个新的分类群

●

（1）时间种概念（thechronospeciesconcept）

●一个物种在其生存时间内所包含的所有生物个体

●

（2）分支种概念（thecladisticspeciesconcept）

●“物种是谱系关系的基本元素”

●4）关于物种问题的小结

●

（1）种是由内聚因素联系起来的个体之集合

●

（2）种是一个随时间进化改变的个体集合

●（3）物种是生态系统中的功能单位，不同物种占有不同的生态位

●（4）生殖隔离在分类实践中难以应用

●（5）生物分类学家：

无时向种概念，系统学家和古生物学家：

时向种概念

●（6）表型区分特征是最重要、最实用的物种识别标准

●（7）物种定义困难

2.分类阶元（TaxonomicCategories）

分类阶元taxononomiccategory生物分类的排序秩级或水平

分类单元taxonomictaxon（pl.taxa）排列在一定分类阶元上的具体分类研究类群，有特定名称和分类特征

主要阶元：

界Kingdom、门Phylum、纲Class、目Order、科Family、属Genus、种Species

次要阶元：

在这7个阶元下加亚sub-，在其上加上总super-，另外在科和属之间还加上族tribe

基本阶元：

种是基本阶元，是客观存在的

种上阶元highercategory：

界Kingdom、门Phylum、纲Class、目Order、科Family、属Genus及其次要阶元

种下阶元infraspecificcategory：

仅指亚种

3.分类特征TaxonomicCharacters

形态学特征：

是分类学中最常用、最基本的特征

●一般外部形态最基本和可靠的特征

●外生殖器种、属的重要鉴别特征

●内部形态用于高级阶元的划分（较少应用）

幼期特征

行为特征

生态特征

地理分布特征

细胞学特征

生物化学特征

分子生物学特征

第三节国际动物命名法规

InternationalZoologicalNomenclature

1.学名Scientificname

属级及以上的的名称--单名法（uninominalnomenclature）

种的名称--双名法（binominalnomenclature）

昆虫种的学名由两个拉丁词构成：

属名generic＋种本名specificname

亚种的名称--三名法（trinominalnomenclature）

亚种的学名由三个词组成：

属名genericname＋种本名specificname＋亚种本名subspecificname

学名的书写

◆族级以上的学名用正体，第一个字母大写。

◆属名的第一个字母大写，其余字母小写；种本名和亚种本名全部小写；

◆属和属级以下的学名用斜体；

◆定名人用正体，第一个字母大写

属名的缩写

科级名称的构成

有些分类阶元的学名有固定的词尾

●总科Superfamily-oideaNoctuoidea（夜蛾总科）

●科Family-idaeNoctuidae（夜蛾科）

●亚科Subfamily-inaeNoctuinae（夜蛾亚科）

●族Tribe-iniNoctuini（夜蛾族）

作者的引用

学名的作者加括号

日期的引用

2.模式Typesspecimens

当一个新种被描记发表时，作者必须指定一个或多个标本作为其模式，这就是模式标本typespecimens

正模Holotype

◆原作者在建立一个新的种级单元时指定为该种或亚种主要模式的单个标本，被称为正模。

◆若描述新种时所根据的标本较多，则必须指定其中一头作为正模。

◆正模只能有一头。

◆标本应附上注明“holotype”的红色标签和种名标签（包括定名人姓名）

副模Paratype

◆副模：

原作者建立一个新的种级单元时所根据的一系列标本中除正模外的所有标本。

◆通过副模可以了解种的变异。

◆有时还指定副模中与正模性别相对的一头标本作为配模Allotype。

配模其实也是副模，只能是一头，最好不用

3.优先律PrincipleofPriority

即一个分类单元的有效名称validname是最早给予它的可用名称availablename

同物异名Synonym

◆分类学上，一个种经常被多次作为新种来记载发表，因此可能有好几个名称，究竟哪个有效，就要用到优先律。

只有第一个学名才是有效学名，之后所定的其它学名都称为异名synonyms。

◆学名一经发表，若无特殊理由，不得随意更改。

这样就保证一种昆虫只有一个学名。

异物同名Homonym

有时发表新种时所用的名称以前已经用于其它的种，即两种动物共用同一个名称，这就造成同名Homonyms。

优先律规定，只有先使用该学名的种有效，之后的必须另起新名。

这样就保证了一个学名只能用于一种动物。

第四节检索表的制作

1、类型

◆双项式

◆单项式

◆退格式或包孕式

2、步骤

选取特征→列表→成文

3、编制检索表的注意事项

◆尽可能地选用明显而稳定的外部特征

◆绝对性状

◆对称性状，不用重叠性状

◆文字简练

思考题：

1．昆虫分类学

2．昆虫分类学的研究内容和任务

3．昆虫分类的实践过程

4．昆虫分类学的研究意义

5．物种的概念

6．亲缘种

7．具有固定词尾的分类阶元有哪些？

8．分类阶元和分类单元有什么区别？

9．双名法和三名法的含义及拼写规则。

10．模式标本的概念，正模、副模

11．优先律，同名、异名

第二章六足总纲的系统发育

课程名称：

昆虫分类学

学时：

4学时

授课题目：

六足总纲的系统发育

基本教材：

昆虫分类学（第一版）袁锋主编

参考书：

昆虫分类学（第二版）袁锋等编；《昆虫分类》（上、下），郑乐怡、归鸿主编，南京师范大学出版社出版，1999年

教学目的与要求：

掌握系统发育的基本概念，了解六足总纲的分类和系统发育，掌握各目的识别特征，重点介绍无翅亚纲原尾目、双尾目、弹尾目、缨尾目及有翅亚纲古翅类蜉蝣目、蜻蜒目的形态特征、科学意义、经济意义。

授课内容与时间安排：

◆系统发育的基础知识（1学时）

◆六足总纲系统发育（1学时）

◆六足总纲的分目介绍（2学时）

教学方法：

课堂讲授（多媒体教学）与实验观察

教学重点与难点：

1.六足总纲名称的含义及由来

2.系统发育关系，单系群、并系群、姊妹群的含义

3.六足总纲系统发育

4.六足总纲的分目介绍及分类依据

5.昆虫的演化趋势

六足总纲的系统发育

六足总纲Hexapoda的特征

◆Hexa-六；-pod足

◆六足总纲Hexapoda＝广义的昆虫纲Insecta（s.l.），包括内口纲Entognatha和狭义的昆虫纲Insecta（s.str.）；

◆六足总纲的最典型特征：

运动足为3对，3个体节愈合形成胸部。

◆体躯分为3部分:

头head,胸thorax,腹abdomen

第一节系统发育

1.系统发育的基础知识

系统发育Phylogeny:

各分类单元之间的亲缘关系，指种族的发展史，即一个类群（分类单元）的形成和发展过程，指一个类群内部各亚群之间、该类群与其它类群之间的亲缘关系。

系统发育关系是一个相对概念。

说2个种之间的系统发育关系是没有意义的，关键是要确定一个种与另一个种的关系是否比第三个更近。

◆单系群monophyleticgroup:

凡源于一个共同祖先的全部后裔

◆并系群paraphyleticgroup:

源于一个共同祖先，但不包含全部后裔

◆多系群polyphyleticgroup:

不包含所有分类单元共有的祖先的类群

◆姊妹群sistergroup:

两个分类单元共有一个不为第三者所有的祖先

◆内群ingroup:

所研究的类群

◆外群outgroup:

在研究类群之外（但不太远）的类群，用做树的根。

◆祖征primitivecharacters:

原有的特征

◆衍征derivedcharacters:

新出现的特征

◆自近裔autapomorphy,自有衍征：

凡仅为某一支系所独有的衍征

◆平行现象parallelism：

源自相同的祖征而独立产生的相似特征

◆趋同现象convergence：

源自不同的已有特征而独立产生的相似特征

◆非同源相似性（异源同形）homoplasy:

由于趋同或平行进化的原因造成，分类单元具有同一特征，但却不具有最近的共同祖先

2.支序系统学

支序系统学认为最能反映系统发育关系的依据是分类单元之间的血缘关系，而反映血缘关系的最确切方法是分类单元的共同祖先相对近度，简称共祖近度（relativerecencyofcommonancestor），也即严格基于共同祖先的进化树上的分支顺序，并据此进行归类。

支序系统学通过制定支序图（cladogram）来建立发育关系，其方法步骤如下：

◆确定单系类群，了解邻近群。

◆选取特征，仔细分析全部特征。

◆判断特征的极性，确定各分类单元中的特征是属于祖征状态还是衍征状态。

◆寻找并确立姊妹群，建立支序关系，画出支序图，这是支序分析的关键

第二节六足总纲的系统发育

六足总纲Hexapoda相当于广义的昆虫纲Insecta（s.l.），包括内口纲Entognatha和狭义的昆虫纲Insecta（s.str.）。

六足总纲的最典型特征是：

运动足减少为3对，3个体节愈合形成胸部，极大的改善了六足类的运动能力。

◆内口纲：

原尾目、弹尾目、双尾目

◆昆虫纲：

无翅亚纲：

缨尾目、石蛃目

有翅亚纲古翅次纲：

蜉蝣目、蜻蜓目

新翅次纲：

外翅部

内翅部

内口纲Entognatha六足类起源于泥盆纪。

最早的六足类与多足类祖先的主要区别是：

胸部3节，具3对足；腹足极度退化或消失。

在这些早期类型中，幼虫与成虫外形相差很小，而且翅尚未出现。

这些早期的无翅类现存有3类（原尾目Protura，弹尾目Collembo1a，双尾目Diplura），其内藏式头部构造与百足虫－前足虫类的变化很小，但口腔侧面与下唇侧面愈合，且向外生长；上颚和下颚缩入头壳内；此外无复眼。

这些特征把这3个目归为一个原始分支――内口纲Entognatha。

昆虫纲Insecta昆虫纲有许多独特的衍征，包括触角第一节以外无肌肉系统，触角第2节（梗节）有江氏器，头内有1个横梁形成后幕骨，跗节分亚节，雌虫有由第8和第9腹节生殖突形成的产卵器，腹部第11节末端向后伸出分节的尾丝（虽然后来该尾丝又消失）。

根据是否原生无翅，昆虫纲可分为无翅亚纲和有翅亚纲。

无翅亚纲Apterygota原生无翅昆虫包括石蛃目Archaeognatha和缨尾目Thysanura,它们共同组成无翅亚纲。

这种原生无翅起源于志留纪或更早。

化石的石蛃目和缨尾目出现在泥盆纪的岩石中。

它们的口器在头外，属于外颚类。

在无翅亚纲的现存目中，石蛃目的上颚与头壳只有一个关节点，属于单綄类，而且2-9腹节上有刺突，因此比1-6节缺刺突的缨尾目更原始。

缨尾目每个上颚与上颚之间有2个关节，与有翅亚纲相同。

这样就把无翅亚纲和有翅亚纲联系起来了。

有翅亚纲Pterygota昆虫是地球上最早具有飞翔能力的动物。

翅的出现是昆虫进化的一大进步，有翅昆虫似乎是在石炭纪突然出现的。

有翅亚纲的主要衍征是在中胸和后胸上出现了具翅脉的翅。

许多类群的昆虫后来又失去了飞行的能力。

根据休息时翅能否向后折叠于背上，有翅亚纲分为2个类群：

古翅次纲Paleoptera和新翅次纲Neoptera.

古翅次纲Paleoptera一些缨尾目类昆虫，可能发展出更有效的滑翔习性和构造，并最终导致翅和飞行，产生出具翅的有翅亚纲昆虫。

最初的翅像扇子一样又深褶，只有非常简单的翅关节来飞行，但在休息时翅不能折叠在背上。

具有这类翅的昆虫属于古翅次纲，它在石炭纪和泥盆纪是优势类群，但今天仅存2个目：

蜉蝣目Ephemeroptera和蜻蜓目Odonata。

新翅次纲Neoptera随着昆虫纲的进化，上石炭纪之前在有些古翅类分支中，出现了翅的折叠机制，使翅休息时可以折叠并向后置于背上，它主要是靠第3腋片和侧翅突折叠肌来实现的；同时，多数翅褶退化，导致部分翅面出现较大的平整区域。

具有这类翅的昆虫属于新翅亚纲。

新翅类昆虫随后迅速辐射演化，并成为昆虫的优势类群，占当今现生昆虫90％的目和97％的种。

根据幼虫翅在体外还是在体内发育，把新翅亚纲分为外翅部Exopterygota和内翅部Endopterygota。

外翅部Exopterygota最早的新翅类昆虫，幼期翅芽在体外发育，所以称为外翅部Exopterygota。

又因为它们均没有蛹期，其变态类型属于不完全变态，所以又称为半变态类Hemimetabola。

内翅部Endopterygota昆虫进化的下一个主要步骤是完全变态的发展，也是出现在上石炭纪之前，这些昆虫属于内翅部Endopterygota。

内翅部的昆虫属于完全变态，有明显的幼虫、蛹以及成虫期，在高龄幼虫期，翅芽在外面不明显，翅组织完全是在体内发育的，到蛹期才出现，因此，内翅部昆虫又称为全变态类Holometabola。

第三节六足总纲的分目介绍

一、分目介绍

1.双尾目Diplura

2.弹尾目Collembola

3.原尾目Protura

4.石蛃目Archaeognatha

5.缨尾目Thysanura

6.蜉蝣目Ephemeroptera

7.蜻蜓目Odonata

8.纺足目Embioptera

9.网翅目Dictyoptera

螳螂亚目Mantodea

蜚蠊亚目Blattaria

10.螳樇目Mantophasmatodea

11.等翅目Isoptera

12.革翅目Dermaptera

13.竹节虫目Phasmatodea

14.直翅目Orthoptera

15.蛩蠊目Grylloblattodea

16.襀翅目Plecoptera

17.缺翅目Zoraptera

18.啮虫目Psocoptera

19.缨翅目Thysanoptera

20.同翅目Homoptera

21.半翅目Hemiptera

22.虱毛目Phthiraptera

23.鞘翅目Coleoptera

24.捻翅目Strepsiptera

25.广翅目Megaloptera

26.脉翅目Neuroptera

27.蛇蛉目Rhaphidioptera

28.毛翅目Trichoptera

29.鳞翅目Lepidoptera

30.长翅目Mecoptera

31.双翅目Diptera

32.蚤目Siphonaptera

33.膜翅目Hymenoptera

思考题：

1.六足总纲Hexapoda的特征

2.单系群、并系群、多系群、姊妹群

3.系统发育

4.本教学所采用的六足总纲分类体系

5.螳樇目的主要识别特征，与直翅目、樇目的区别

第三章昆虫的地理分布

课程名称：

昆虫分类学

学时：

2学时

授课题目：

昆虫的地理分布

基本教材：

昆虫分类学（第一版）袁锋主编

参考书：

昆虫分类学（第二版）袁锋等编；《昆虫分类》（上、下），郑乐怡、归鸿主编，南京师范大学出版社出版，1999年

教学目的与要求：

掌握世界昆虫地理六大地理区划，了解我国昆虫地理区系，昆虫地理分布对于昆虫区系研究的重要意义

授课内容与时间安排：

◆世界及中国动物地理区划（1学时）

◆影响昆虫地理分布及害虫为害区形成的条件，害虫为害区的类型（1学时）

教学方法：

课堂讲授（多媒体教学）

教学重点与难点：

1.世界动物地理区划

2.我国动物地理区系

第一节世界动物地理区划

1.世界陆地动物区系的划分

古北区即全北区Holarctic的古北亚区Palaeoarctic：

欧洲全部，非洲撒哈拉沙漠以北，亚洲的喜马拉雅山向东至黄河与长江之间地带以北地区。

新北区即全北区的新北亚区Neoarcticrealm：

即北美及格陵兰。

东洋区Orientalrealm：

亚洲的喜马拉雅山向东至黄河与长江之间地带以南地区。

非洲区即热带区Tropical（Ethiopian）realm：

非洲撒哈拉沙漠以南，及阿来伯半岛南部地区。

新热带区Neotropical（Newtropical）realm：

中美、南美及其所属岛屿。

澳洲区Australasian（Australian）region：

澳洲及其附近的岛屿。

2.中国昆虫区系的组成

我国的昆虫地理区系分属于古北区与东洋区，在东部古北区与东洋区是一个连续的地带、无明显的地理隔离，因此两大区物种的相互渗透使我国的昆虫区系更为丰富。

我国的昆虫区系有5个起源或系统：

中国——喜马拉雅区系范围包括喜马拉雅山脉向北延伸至沙漠，向东延伸至燕山以东。

中亚西亚区系由西部向东部扩展包括新疆，内蒙及青藏高原。

殴洲——西伯利亚区系包括东北全部，及北部与西北边境地带。

马来亚区系从云贵高原南部及广西西南山区向东南发展，包括两广、云南、福建南部及台湾等地。

印度区系起源于印度，扩展及渗透于我国的云南、两广一带。

第二节影响昆虫地理分布及害虫为害区形成的条件

地形海洋、沙漠、高大的山脉、大面积的不同植被等能阻隔或屏障某种昆虫自原产地向周围扩散。

气候限制昆虫扩大分布范围的气候因素主要是温度和湿度，某昆虫迁移至新地区的首先要求是其温、湿度条件必须满足生长和繁育需求。

土壤不同的成土母岩、气候、地形造就不同的土壤，而植被及其演替历史的差别又对土壤的发育、及土壤理化性质的形成有较重要的作用。

人为影响现代条件下，许多昆虫在过去难以扩散到达的地区，都可以借助人类而扩大分布区。

第三节害虫为害区的类型

确定害虫的分布区，可以对比分析害虫造成严重为害所需要的条件，为制订可持续控制策略及准确引进天敌提供依据；也是正确确定检疫对象、采取检疫措施的基础。

害虫分布与为害区类型如下。

分布区　可以发现害虫的所有区域即该昆虫的原有自然分布区，包括下述区域。

为害区　分布区内种群密度大，能对农林牧生产及生态环境造成直接损失的地区，依其危害的不