《昆虫形态学》word版Word文档格式.docx
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附肢是身体附器的一部分,很多附器不是附肢,例如:
口器中的上唇、翅、复眼等等。
昆虫的附肢一般不超出7节,以足为例,从下向上依次为基节Coxa、第一转节firsttrochanter、第二转节Secondtrochanter、腿节Femur、胫节Tibia、附节Tarsurs和前附节Pretarsus;
相当于甲壳纲动物的足的基肢节Coxopodite、底肢节Basipodite、坐肢节Ischiopodite、股肢节Meropodite、胫肢节Carpopodite、跗肢节Propodite和趾肢节Dactylopodite。
每一节在基部都有控制各节活动的肌肉。
每一节往往又分为许多亚节,如附节又分为1-5节,触角的鞭节可多达40节。
五、昆虫的体向
为了能够正确的描述昆虫特征,尤其是新种描述,因而有必要介绍一下体向:
以朝向某一方向,将体向分为头向、尾向、中向、左向、右向、背向和腹向在描述昆虫的某一器官或部位时常用到:
基部—以靠近虫体的部分为基部,相反,远离的部分叫端部。
胸部各节用头向,以靠近头为端来描述前、中、后胸。
鞘翅目的翅则以尾向,靠近前胸为基;
小盾片也用尾向。
各种器官以与体躯纵轴比较接近的一边为内叫内边,远离的一边叫外边。
例如直翅目的听器、天牛的胫节沟,以及哪一边具刺等等。
当附器与体轴垂直时,靠近头的一边为前缘,远离的一边叫后缘,如翅的前缘和后缘。
第二节
昆虫的头部
头部(head)是昆虫体躯最前面的一个体段,由几个体节愈合而成,形成一个外壁坚硬的头壳,并与可收缩的颈与胸部相连。
上面着生有感觉和取食的器官:
一对触角、一对复眼、单眼和口器。
因此昆虫的头部是感觉和取食的中心。
一、头部的分节及附肢
头部作为一个体段,在进化中是由数节愈合而成,虽然现在从外观已无法看出分节的痕迹。
按照生物发生律(Haeckellawofrecapitulation):
一个物种在历史发展和演化过程中,单系群中的各个特征,常在个体发育过程中,按照时间顺序得到反映。
在历史上出现较早的祖先特征常出现在个体发育的早期,例如人类的进化可以从人的胚胎中得到反映。
学者们从胚胎学中,从比较解剖学中寻找证据。
大多数学者比较支持头部是由六体节愈合而成。
除最前端的原头外(或者叫作头前叶,因其无附肢,故不是一个体节),分别是触角前节、触角节、上颚前节,分别具有前、中和后脑;
上颚节、下颚节和下唇,分别具有各自的神经节。
在进化中,这3个神经节愈合形成咽下神经节。
触角节的附肢为触角,上颚前节附肢仅存在于胚胎中。
后3节各自有附肢,并进化为口器。
另一观点为四节学说:
即在原始状态,体节之前,有很大的头前叶,此节不是体节,其上着生眼和触角,具有前、中脑。
第一体节相当于上颚前节,具有后脑,是由虫体的腹面移至背面而与头前叶愈合,而形成第一体节。
因此其神经绕过消化道位于背面,其上的触角不是附肢,其后3节同6节学说。
近年来的研究多支持6节学说,因此头部的附肢为触角、上颚、下颚和下唇。
二、昆虫头壳的构造
头部有很多次生的沟槽,在头部内方形成很多内脊,以着生肌肉和增加头壳的强度。
表面的沟被用来进行头部的划分。
(一)、蜕裂缝和沟
在头部中央据具一Y字形的纹,尤其在幼虫阶段,是蜕皮时裂开的位置。
中央的叫冠缝,两侧的叫额缝。
蜕裂缝应叫线,它即不是缝,又不是沟,是外表皮不发达,体壁薄,颜色淡。
因此容易裂开,蜕裂线在幼虫分类中,在识别种类中非常有用。
头部具有以下沟:
1、额唇基沟(FrontoclypealSulcus)是额与唇基的分界线,该沟又叫口上沟。
2、额颊沟(FrontogenalSulcus)是从复眼或触角向下延伸的一条沟,是额与颊的分界线,此沟重要在直翅目中存在。
3、颅中沟(EpicranialSulcus)重要存在于幼虫中,位于冠缝外,但色深,常超出额、冠缝交界处。
4、围眼沟(OcularSulcus)围绕复眼四周,其内脊叫眼膈,起支持和保护复眼的作用。
5、后头沟(OccipitalSulcus)是头后方一大半圆形的沟,下方伸达上颚后关节。
6、此后头沟(PosyoccipitalSulcus)是后头沟后方的一条拱形的沟。
7、颊下沟(SubgenalSulcus)是由额唇基伸向后头沟的一条沟。
(二)、分区
1、额Frons:
位于头的正面,额缝之下,额颊沟之间,口上沟之上,其上着生单眼。
2、唇基Clypeus:
位于口上沟之下和上唇之间。
有的昆虫如鳞翅目幼虫,其上具一唇基沟(Clypeassulcus),将其分为前唇基(Anteclypeus)和后唇基(Postclypeus)。
额区与唇基区合称额唇基区(Frontocylpeusarea)
3、头顶Vertex:
位于额之上,两复眼之间,也叫颅顶。
4、颊区:
颊(Gena)位于额颊沟和后头沟之间,复眼之下,颊下沟之上,在头的两侧面。
5、颊下区Subgenalarea:
是在颊下沟之下的一条狭小的骨片,位于两侧的叫口侧片(Pleurostoma),位于上颚后头的叫口后区(Hypostoma)
6、后头区Occipitalarea:
位于后头沟与次后头沟之间。
7、次后头区Postocciputarea:
是在后头区后方围绕头孔的拱形骨片。
(三)、头部的内骨骼
为了加强头部的强度和着生肌肉,头部除了由沟向内形成的内脊外,还有突出的内突而形成的幕骨Tentorium,其有两对内突形成。
一条由口上沟两侧下端的内陷形成幕骨前臂,其上在很多昆虫各着生一对幕骨背臂Dorsaltentorialarms,可伸至触角基部,第二条是由次后头沟下端内陷而成的幕骨后臂Posteriorarms(Anteriorarms),两后臂常相连形成板状,并与前臂相连的幕骨桥Tentorialbridge。
幕骨在不同的昆虫中是有变化的。
三、头式及其适应
作为取食中心,昆虫的头部的结构常随取食方法的不同而呈现一些变化,最常见的为头式,一些书中也称口式。
它是以头部纵轴与身体纵轴的角度来分类的。
1、下口式:
口器向下,头与身体呈直角,此类口器多为植食性昆虫,是一类比较原始的取食方式。
2、前口式
头与身体呈钝角或平行,此类口器多为捕食性与钻蛀性、掘穴性的昆虫,如步甲、蝼蛄、天牛、吉丁甲等的幼虫,但后者的成虫仍为下口式。
3、后口式
头与身体呈锐角,多见于一些刺吸式口器的昆虫。
当不取食时,后伸或纳入腹面的槽中,起保护作用。
另外一些直翅目(蚂蚱、负蝗)、鞘翅目昆虫也为此类口器。
头部变化最常发生的地方是额唇基区和后头区。
例如象甲的额区伸长呈象鼻状。
后头重要是外咽片等骨片的扩延相连,在个别类群昆虫的分类中用到。
四、头部的感觉器官
(一)、触角Antenna
昆虫除原尾目、和一些双翅目、寄生性膜翅目的幼虫其触角退化外,均具一对触角。
触角着生在额的两侧触角窝中,其上生有各种感觉器官,具有触觉和嗅觉的功能,以利于寻找食物和配偶,是昆虫接受信息的主要器官。
蜜蜂雄蜂每根触角有30000个感觉器。
触角的基本构造分为3个节:
柄节Scape:
为基部的一节,一般粗壮,其内着生有肌肉,可以自由活动。
触角的活动主要由此节来决定。
柄节上一般没有感觉器,其变化也很小。
梗节Pedicel:
为触角的第二节,一般细小,其内着生有起源于柄节的肌肉,着生在梗节的基部。
有的种类有感觉器,例如在蚊子的雄虫中生有琼氏登器(JohnstonOrgan),这是听觉器官中,感觉最敏锐的一种。
鞭节Flagellum:
为第二节后的各节,常由1-数十节组成。
例如蚜茧蜂有40节。
鞭节除无翅亚纲中的弹尾目和双尾目着生有肌肉外,均无肌肉。
因此,鞭节的活动主要为被动的。
鞭节是触角中行使感觉作用的主要部分,主要是嗅觉作用,其次为触觉作用。
鞭节在雌雄中往往有明显的差异。
例如金龟甲、蚊子、蛾类、芫菁等。
小蜂的雄虫鞭节十分发达、长大,用于接收由雌虫传来的雌性激素,用于发现配偶。
很多昆虫能感知几公里外雌虫存在,每立方米空气中仅几个分子,即能激发起感觉电位的发生。
触角除感觉功能外,还有一些其他的作用。
例如,云斑鳃金龟的雄虫触角发声,象蟋蟀一样,用于招引雌虫;
水龟虫用于呼吸等。
触角鞭节的形态变化形成了不同的类型,常见的有:
1、丝状:
呈线状,各节形状相同,如在螽斯、蟋蟀、雌蛾中。
2、念珠状:
鞭节各节形如圆珠,如白蚁。
3、棍棒状或球杆状:
端部数节膨大,如蝶:
有的呈棒状,如弄蝶,有的呈球状。
4、锯齿状:
鞭节向一侧突出,如锯条一样,如芫菁、雌豆象。
5、栉齿状:
突出长大,象梳子一样,如雄豆象。
锯齿状和栉齿状这两种没有明显的区别界限。
6、双栉齿状或羽毛状:
其向两侧突出,呈细枝状,象羽毛。
如许多蛾子的雄虫。
7、锤状:
见于瓢虫等科。
其端部数节膨大,其他各节较短,呈锤状。
8、鳃叶状:
端部3-7节扩展呈片状,可以开合,如同鱼鳃,如金龟甲类。
9、膝状:
柄节长,梗节短。
由梗节开始弯曲呈膝状。
如蚁、蜂和象鼻虫等。
10、环毛状:
鞭节环生长毛,如雄蚊类。
11、刚毛状:
鞭节1至数节极小。
如蝉、蜻蜓。
12、具芒状:
鞭节仅一节极大,其上生有一根刚毛,如蝇类。
家蝇与寄蝇相区别的一个重要特征即在芒上。
触角变化很大,许多昆虫在描述时,不如上述称之为柄节、梗节和鞭节,而是从基部依次为1、2、3等。
还有许多昆虫有其他的叫法,例如在蚜虫中。
在小蜂中,鞭节再分为:
1-2节小形,叫环节,其后数节叫索节:
末端3节膨大叫棒节。
触角是一个很重要的分类以及识别种类的特征。
(二)、复眼Compoundeye:
昆虫具有一对复眼,位于头两侧的上方。
有些昆虫,每侧的复眼常一分为二,如离眼天牛属。
复眼由许许多多小眼面组成,每一小眼一般呈六角形,独立成像,而由众多小眼面共同组成一幅完整的画面。
复眼用于感知物体的形状。
不同的昆虫,复眼的小眼面数量、大小、形状等各不相同,多者可达数万个,如家蝇为4000个、蛾蝶类为1.2-1.7万个、蜻蜓可达2.8万个、但也有的昆虫复眼的小眼面数量很少,如雄性蚧类的复眼,仅由数个小眼面组成。
复眼的变化常用来区别雌雄,识别种类,在蜂与蝇类中,其复眼雄虫大,而雌虫小。
在蕈蚊与间眼蕈蚊中,其区别在于其复眼是相连还是相离。
(三)、单眼Ocellus:
单眼分背单眼和侧单眼两种。
背单眼为一般成虫和不完全变态的幼虫所有:
0-3个,位于额区上方两复眼之间,每一单眼仅一个小眼面,主要用于感知光质、光强和方向,不能成像与判别物体。
侧单眼为完全变态的幼虫所具有:
1-7对,位于头部的两侧下缘。
因为此类幼虫无复眼,故其反应迟钝,同时用晃动头部来感知物体的形状。
例如膜翅目叶蜂侧单眼仅一对,鳞翅目多具6对,常弧形排列。
昆虫对物体形象的分辨能力,一般只是近距离的物体。
昆虫对紫外线光波感受能力强,所以黑光灯具有强大的诱虫能力。
复习题:
1、昆虫头部具有哪些附属器官?
2、头式具有哪几种?
3、触角的基本构造中肌肉着生在哪一节?
感觉器官主要着生在哪一节?
4、试列举6种触角类型——代表昆虫,并讲明其特化情况。
5、复眼、单眼着生在哪些部位?
各自作用?
五、口器Mouthparts
口器也叫取食器(Feedingapparatus)。
昆虫的口器种类很多,但可分为3种基本类型:
咀嚼式—用于取食固体食物;
吸收式—将液体食物吸入消化道。
此类口器包括多种类型;
嚼吸式—咀嚼和吸收兼备。
(一)、咀嚼式口器Chewingmouthparts
这是口器中较原始的类型,其他口器均由此演化而来。
它由以下5个部分组成:
1、上唇LabrumMandibles
是连接在唇基前缘的一个双层的薄片,它覆盖在上颚的前面。
它的反面为膜质,具有许多感觉器,叫内唇。
内唇在蛴螬的识别中是一个重要的器官。
2、上颚Mandibles
上颚由头部的第二对附肢演化而来,位于左右。
上颚前部具齿,用以切断食物,叫切齿叶(Incisorlobe);
后部粗糙,用以磨碎食物,叫臼齿叶(Molarlobe)。
上颚是咀嚼食物的主要器官。
3、下颚Maxillae
下颚是由头部的第三对附肢演化而来,位于上颚之后。
下颚可再分为5节:
轴节Cardo:
相当于足的基节,是一三角形的骨片,其上的关节突与头壳的侧下方相连。
茎节Stipes:
是连接在轴节端部的长方形骨片。
轴节与茎节以膜相连,可以自由活动。
外颚叶Galea:
又叫盔节。
呈匙状,为一较软的宽叶状,位于外侧。
内颚叶Lacinia:
又叫叶节,位于内侧,较为骨化。
其端部细而具齿。
外颚叶与内颚叶用于协助上颚刮切食物,把握食物,帮助进食。
下颚须Maxillaepalpus:
位于茎节的外侧,一般为5节,为一感觉器官,具嗅觉和味觉功能。
下颚须以负颚须节与茎节相连。
4、下唇Labium:
为头部的第四对附肢演化而来,与下颚相同。
但已经左右愈合。
下唇也可分为5个部分:
后颏Postmenyum:
相当与轴节,与后头孔相连。
它又常再分为后端的亚颏(Submentum)和前端的颏(Mentum)。
前颏Prementum:
相当于茎节。
侧唇舌Paraglossa:
为一两侧宽大的叶状构造,相当于外颚叶。
中唇舌Glossa:
中央极小的叶状构造,相当于内颚叶。
唇舌在很多昆虫中发生特化,如蜜蜂等。
下唇须Labialpalpus:
一般为3节。
很多昆虫的下唇须非常发达,如在蛾类,其是很重要的分类器官。
下唇的作用是托挡食物,下唇须是一个感觉器官。
5、舌Hypopharynx:
舌是头部颚节区腹面体壁扩展出来的袋状构造,位于下唇的前方。
真正的口位于唇基的基部与舌之间。
幼虫口器:
农业上的害虫,多数是以幼虫造成为害。
幼虫口器类似于咀嚼式口器,其上唇与上颚仍然保留原始状态,作用也相同。
其下颚、下唇与舌共同组成一个复合体,两侧为下颚,它的下颚须发达;
中央为下唇与舌。
复合体已很难区分出各是哪一部分了,但下颚须和下唇须明显可见,端部具一吐丝器。
叶蜂类的口器与上颚相同,但仅具吐丝器开口,而无突出的吐丝器。
(二)、吸收式口器
1、刺吸式口器Piercing-suckingmouthparts
刺吸式口器是咀嚼式口器的特化。
其上唇。
下颚特化为口针(Stylets);
下唇延长特化为一保护性、支持性的喙(Rostrum);
真正的口形成具有抽吸机构的食窦(Cibarium)。
刺吸式口器的唇基发达,并再分为前部的前唇基和后部的后唇基(其常被误认为是口针)。
唇基两侧外方是相当于颊的下颚叶。
在唇基与下颚叶之间是一条形的舌侧叶,它是由舌扩展而来。
上唇是覆盖在喙基部的一个三角形小片。
在蝽中很长,象口针一样。
上颚特化成一对较粗,且端部具有倒齿,用于刺入组织中的口针。
上颚口针包在下颚口针外面。
下颚除内颚叶外均已退化消失。
内颚叶特化为一对口针。
两下颚口针合并形成两条细管,粗的为食物管,细的为唾液管。
两口针嵌合紧密,极难将其分开。
下唇由前颏形成三节的喙,用于包藏和支持口针,其他部分均以退化消失。
舌与口的头前壁等共同组成一个抽吸机构。
刺吸植物的过程:
首先由两上颚口针交替插入,并由端部的倒刺固定。
下颚口针随之插入。
插入后,由下颚口针的唾液管注入唾液。
食物由食物管吸入。
大多数刺吸式口器的昆虫是由食窦唧筒和咽喉唧筒构成一抽吸机构,而微小的昆虫,如蚜虫、蚧类等则主要靠植物体中的压力和毛细管作用。
蚊子的口器:
其下唇仍然组成喙,但口针共6根,分别为:
上唇,上、下颚(下颚具下颚须)和舌组成。
雄性的蚊子,其舌与上颚口针或下颚口针退化,故而不能吸血。
蚤类的口针:
有3根口针,一根是由内唇演化而来,一对是由下颚中的内颚叶演化而来。
当取食时,三者合并构成食道,在下颚后部有一小管为唾液管。
下颚中的外颚叶呈三角形薄片,盖在两侧。
下唇退化,但须发达。
两须内侧具凹槽,起喙的作用。
虱口器:
由3根口针组成,分别为下唇、舌以及由口前内壁唾液管基部延长特化而来。
上下颚均已退化消失。
上唇呈鼻状,内侧具齿,用以固定口器,起到喙的作用。
刺吸式口器对植物造成的危害主要为3个方面:
1)直接为害;
2)唾液中含有毒素,对植物造成伤害;
3)传播病毒。
2、锉吸式口器——蓟马口器:
其喙短,由上唇和下唇组成,下唇须可见。
上颚口针中,右上颚退化或消失,仅留下左侧的口针。
在取食中,用左侧的口针刮破植物的表皮,待汁液流出后吸取。
下颚特化不完全,内颚叶为口针,外颚叶仍为叶状,具下颚须,其他与刺吸式相同,这种口器叫作锉吸式口器(Rasping-suckingmouthparts)。
蚜狮的口器(捕吸式口器Grasping-suckingmouthparts):
每一侧的上颚与下颚的外颚叶,两者紧密嵌合,中央具中空的槽。
当取食时,由此向猎物体内注入消化液,然后将在体外消化的体液吸入消化道中,这是一种肠外消化过程。
因此,当人被咬后,被咬处红肿,既为消化液的作用。
下颚除外颚叶外,尚保留轴、茎节,位于基部。
下唇除须外均消失。
3、虹吸式口器Siphoningmouthparts
在蛾蝶类中,上唇很小,为一很窄的横片;
上颚消失;
下颚的外颚叶发达,每一外颚叶由许许多多骨化环紧凑而成,环节之间膜质,能够伸缩,形成一条长长的象钟表发条状的喙管,用于从花中吮吸花蜜和果汁。
下颚须短小;
下唇仅须十分发达,它既是感觉器官,又是保护器官。
4、舐吸式口器Spongingmouthparts:
存在于很多蝇类成虫中。
口器外观可见一大“喙”,它由三部分组成:
基部最大,基本上呈膜质,叫基喙;
中部筒状,后壁骨化叫喙或中喙;
端部分成二瓣叫端喙,又叫唇瓣。
基喙是头壳的一部分;
中喙为下唇的前颏;
唇瓣为中侧唇舌。
上唇呈一长片,其内壁凹陷构成一食物道,而舌呈刀片状,紧贴在上唇下,闭合呈食物道,唾液道在舌中。
中喙后壁骨化叫唇鞘,起支撑作用,前壁凹陷,构成唇槽,上唇与舌构成的食物道位于唇槽上唇。
唇瓣呈椭圆形瓣,可自由活动,向后可贴在唇鞘上,向下可展开成一盘状。
两瓣之间有一口,叫前口,与食物道相连,唾液也由此分泌,唇瓣的腹面即端面具许多环沟,这些环沟有点象气管,故而又叫拟气管(Pseudotracheae)。
每一片唇瓣上的环沟通到一个纵沟上,由纵沟通向前口,取食时。
食物由外界经环沟流向纵沟,流向前口。
抽吸机构为食窦部分形成的食窦唧筒。
5、刮舐式口器Cuttingspongingmouthparts
该口器见于牛虻中。
其上唇、舌与下唇同蝇类,构成一舐吸机构;
但上颚宽大呈片状,末端尖,可横向活动;
下颚的外颚叶形成口针,下颚须两节,其余退化。
当取食时,由上下颚口针刮刺破皮肤,再舐吸。
6、刮吸式口器Scaratchingmouthparts
仅见于双翅目中的芒角亚目的无头、无足式幼虫,即蛆。
其口器完全退化,行使口器作用的是一个由头前壁特化来的口针钩。
以此来刮破食物,然后吸取汁液和固体碎屑。
(三)、嚼吸式口器Chewing-lappingmouthparts
该口器见于蜜蜂总科,其既可咀嚼固体食物,又可吮吸液体食物,如蜜蜂既咀嚼花粉,又吸取花蜜;
切叶蜂既切叶,又吸花蜜。
该口器的特点为。
上唇和上颚保留咀嚼式,用于咀嚼花粉或筑巢;
下颚的外颚叶发达呈刀片状,内颚叶消失;
下颚须十分短小,轴节和茎节依然存在。
下唇变化最大,其中唇舌发达、细长,端部膨大,呈瓣状,叫中舌瓣,其腹面凹陷呈一纵槽。
侧唇舌短小,位于中唇舌基部;
下唇须发达,前颏发达。
当取食时,由下唇须贴在中唇舌腹面的纵槽上,形成唾液道;
由下颚的外颚叶贴在中唇舌的两侧与背面,构成食物道。
嚼吸式口器具有很强的灵活性,它组成的口针食物道,不像刺吸式口器那样紧密,当使用时,合并构成;
当不用时,二者分开,分别弯折在头下,如此,上颚才可以进行咀嚼活动。
(四)、口器构造与害虫防治的关系
1、不同口器昆虫使用不同的杀虫剂
咀嚼式口器:
使用胃毒剂,表面喷施(雾、粉、烟、超低)、拌种、毒饵(防治苗期害虫)、生物农药如Bt等的使用。
刺吸式口器:
可使用内吸性杀虫剂进行表面喷施、根施(如呋喃丹等)、涂干、涂根、种衣剂等。
虹吸式口器:
使用糖醋液等。
2、不同口器造成不同的为害症状
咀嚼式:
剥食、蚕食,常可由其症状知为何种害虫为害所致,一些可造成虫瘿,例如栗瘿蜂、梨瘿华蛾等。
此类为害往往是直接为害。
吸收式:
吸取汁液,剥夺营养,造成直接为害,如刺吸和虹吸式。
刺吸式口器还可,唾液带毒素,造成失绿、畸形和虫瘿等,如蚜虫、蝽象和螨类等。
造成伤口,引起病害,如烂果。
可传播病毒,如黄瓜花叶病毒、小麦丛矮病、小麦黄矮病等等。
1、口器分哪3种基本类型?
2、咀嚼式口器各由哪几部分组成?
哪些是由附肢演化而来?
各部位的主要功能和主要构造如何?
3、刺吸式口器各由咀嚼式口器的哪些部位演化而来?
其特化状态如何?
其主要功能是什么?
4、锉吸式口器与上述刺吸式口器由何区别?
5、家蝇和蜜蜂属哪种式样的口器?
其主要特化部位在哪里?
第三节昆虫的胸部Thorax