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昆虫学1
2007-04-20 10:55

第一节 昆虫的体躯和体节
一、体躯和分段  
昆虫和其它节肢动物一样,体躯由一系列环节组成,每一个环节称为1个体节(segment或somite),昆虫的体躯由18—20个体节组成(不包括头前叶和尾节,因为它们不是真正的体节)。有些体节的侧面着生有成对和分节的附肢 (appendage)。为保护内脏和虫体运动的需要,昆虫的体壁常常硬化,形成骨片。但是体节之间仍然存在着未经骨化的柔软的节间膜(intersegmental membrane),以增加体躯的活动性。由于附肢的演变和肌肉的相应发展,昆虫的体节分别集合形成负有不同功能的3个体段(tagmata),即头部、胸部和腹部。

头部是昆虫身体最前面的第1个体段,由数个体节组成,由于各节高度愈合,故分节界线不清。头部着生有用于取食的口器,还具有司感觉功能的1对触角、l对复眼和o一3只单眼,故头部是昆虫感觉和取食的中心。

胸部是昆虫的第2个体段,由3个体节组成,依次称为前胸、中胸和后胸。每个胸节的侧腹面分别着生有l对足,即前足、中足和后足。大部分昆虫在中、后胸的背侧面各着生有1对翅,分别称为前翅和后翅、所以胸部是昆虫的运动中心。

腹部是昆虫的第3个体段,通常由9一11个体节和尾节组成。除生殖附肢和较低等昆虫的尾须(着生于第11腹节)外,大部分附肢均已消失。雄虫的生殖器官位于第9腹节,雌虫的生殖器官则位于第8—9腹节。肛门在尾节内。腹部第l一8节两侧各着生1个气门。昆虫的其它内脏器官大部分位于腹部体腔内,所以腹部是昆虫的新陈代谢和生殖中心。

二、体节的分区和构造  
昆虫的体躯或各个体节一般为圆筒形,可按肢基的位置将其分为4个体面。两侧肢基着生部分为侧面 (1ateral region),肢基上面的部分称为背面(dorsalregion),肢基下面的部分称腹面 (ventral region)。  
昆虫的体壁大部分骨化(sclerotization)为骨板,形成外骨骼(exoskeleton)。体壁的骨化不仅具有保护作用,还可以供肌肉着生,成为重要的运动机械。各体节的骨化区,依其所在的体面分别命名为:背板(tergum)、腹板(sternum)和侧板(pleuron)。骨板常在适当的部分向里褶陷,称为沟(suLcus),由沟可将骨板划分为若干小片,称为骨片(sclerite),按其所在骨板,分别称为背片(tergite)、腹片 (sternite)和侧片(pleurite)。

体壁的内陷部分称为内突(apodeme),可呈脊状、板状、杈状等。依其所在的部位和形状的不同,名称也各不相同。在头部的叫作幕骨(tentorium),在体躯背面的称为悬骨(phragma),在腹面的叫作内刺突(spina)和叉突(furca),侧面的称为侧内脊(apophysis)。所有的内突统称为昆虫的内骨骼(endoskeleton)。它既可增强体壁的强度又可增加肌肉的着生面。在昆虫中所谓的缝(suture)是由相邻两骨片并接所留下的分界线。

三、体长和体向  
(一)体长:昆虫的成虫大小差异悬殊,最小的如赤眼蜂类体长仅o.25mm,而有的竹节虫体长可超过300mm。昆虫的体长是指头部的最前端到腹部末端的长度,不包括头部的触角、口器和腹末尾须及外生殖器等的长度。翅展是指翅展开时,两前翅翅尖之间的直线距离。  
描述昆虫的大小常以大、中、小型或微小型表示,一般采用以下尺度划分:2mm以下为微小型,2—5mm为很小型,5—10mm为小型,10一30mm为中型,30一50mm为大型,50—80mm为很大型,80mm以上为巨大型,超过200mm则为极大型。一般昆虫的 体长在5—30mm之间,翅展在15—50mm之间。

(二)体向:为了描述昆虫各部分的相对位置,通常将昆虫一定的体躯部分作为定向的基础,按照体躯各部分的位置和方向,分为以下6个体向:
1、头向:与头部的方向一致, 与体躯纵轴相平行。
2、尾向:与尾部的方向一致,也与体躯纵轴相平行,但与头向相反。  
3、中向:向着虫体中轴的方向,与体躯纵轴相垂直。  
4、侧向:与中向相反,背离体躯中轴方向。  
5、背向:向着虫体背面的方向,背向朝上。  
6、腹向:向着虫体腹面的方向,腹向朝下。

除上述体向外,在形态描述中也常用到下列部位及名称。  
基部(proximal)和端部(distal):昆虫的附器和外长物,以其靠近虫体的部分为基部,远离虫体的部分为端部。前胸背板的后方是基部,前方是端部,而甲虫类的鞘翅则以靠近前胸内部分为基部,远离前胸的部分为端部。  
外边(ectal)和内边(intal):昆虫的体部和附器,凡与体躯纵轴比较接近的一边称为内边,与体躯纵轴较远的一边称为外边。  
前缘(anterior)和后缘(posterior):昆虫的体部和附器与体躯纵轴垂直的部分,离头部较近的一方为前缘,离头部较远的一方为后缘。  
纵或长(1ength)、横或阔(width):昆虫的体部和附器凡与体躯纵轴平行的称纵或长,与本躯纵轴垂直的称横或阔。

第二节 昆虫体躯的分节方式
昆虫体躯的分节方式有两种,一种是初生分节(primary segmentation),另一种是后生分节(secondarysegmentation)。

一、初生分节  
在软体的分节动物中,如环形动物和某些昆虫的幼虫期,体躯的分节是以体壁的环形凹陷划分的。在体躯的内面,这些节间凹陷称为节间褶(intersegmental fold),两节间褶之间的部分为一个体节。纵肌附着在节间褶上,当纵肌收缩时,体节随之缩短;纵肌放松时,体节随之伸长,体节可自由活动。这种分节方式与胚胎分节 —致,故称为初生分节。初生分节是较原始的分节方式,它所形成的体节叫做初生节(primary segment)。  
  
二、后生分节  
成长的节肢动物,如昆虫成虫,体壁大多骨化,节间褶也骨化,节间褶向里突出形成内脊,供肌肉着生。在节间褶的前面有一狭条未骨化的膜质部分,叫作节间膜,节间膜为体节的分界线,这种分节方式叫作后生分节。以后生分节方式所形成的体节叫后生节(secondary segments)。随纵肌的张弛,前后体节的骨板以前套后的套叠方式,使虫体体躯缩短或伸长。  
  
后生节内包含原初生分节的节间褶,该褶骨化向里形成内脊,称前内脊(antecosta),在外面留下的沟叫前脊沟(antecostal sulcus)。前脊沟将后生节分为两部分:在背板上;前脊沟前的狭片称为端背片(acrotergite),沟后部分称为主背片(basistergite);在腹板上,前脊沟前的狭片称为端腹片(acrosternite),沟后部分称为主腹片(basisternum),也称为基腹片。

第三节 昆虫的附肢
节肢动物具有成对分节的附肢。附肢的原始功能为运动器官,但在各类节肢动物中,已演化成不同功能的器官。例如昆虫头部的触角、口器,胸部的,;腹部的外生殖器的一部分和尾须等。  
附肢的每个分节称为肢节,其基部着生肌肉,可以自由活动,每个肢节又可分为若干亚节,但这些亚节由于没有着生肌肉,故不能单独活动。肢节的数目最多为7节,但常有合并和减少的现象。节肢动物的附肢,和身体相连的一节称为基肢节(coxopodite),其余各肢节统称端肢节 (telopodite)。基肢节可分为亚基节(subcoxa)和基节(coxa)两个亚节。附肢的内侧和外侧常常着生有可活动的突起,称为内叶(endite)和外叶(exite)。基肢节的内叶叫做基内叶(basendite),基肢节的外叶叫做基外叶,也叫做上肢节(epipodite)。  
昆虫附肢的基本构造与节肢动物相同,但所用的名称不同,以足为例,将昆虫的足与节肢动物的足,按其同源关系,各节名称对比如下:  
节肢动物的足 昆虫的足  
基肢节(coxopodite) 基节(coxa)  
底肢节(basipodite) 第1转节(first trochanter)  
坐肢节(ischiopodite) 第2转节(second trochanter)  
股肢节(meropodite) 腿节(femur)  
胫肢节(carpopodite) 胫节(tibia)  
跗肢节(propodite) 跗节(tarsus)  
趾肢节(dactylopodite) 前跗节(pretarsus)

头部是昆虫体躯最前面的一个体段,体壁硬化形成坚硬的头壳,通常呈圆形或椭圆形。头部有两个孔,前方的一个叫口孔,其周围有由3对附肢组成的口器;后方的孔叫头孔,头部的神经、消化器官、背血管等通过此孔与胸腹部相连。由于头部的外面着生有主要的感觉器官和用于取食的口器,里面有脑、消化道的前端及有关附肢的肌肉等,因此头部是昆虫的感觉和取食的中心。

根据昆虫胚胎发育的研究,昆虫的头部由原头(Protocephalon)和颚头部(gnathocephalon)组成,颚头部由上颚、下颚和下唇3个体节组成,这点已为大家所公认。有争议的是原头是否分节和分几节的问题。按照确定一个体节的标准,应该是在胚胎时期的每一个体节都具有l对附肢、1对体腔囊 (coelomsac)和1对神经节(ganglion)。六节说认为原头是由前触角节(proantenllary)、触角节(antennary)和闰节(intercalary)组成,再加上颚头部的3节,因此头部是由6个体节组成。

四节说认为头部是由头前叶(procephalic 1obe)和4个体节组成。头前叶是胚胎时期体躯前端的一个膨大部分,位于口的前面,由此发生眼、上唇及触角。头前叶并不是体节,其中所含有的神经中枢称为原脑(protocelebrum),后来 分化为前脑和中脑,各为眼和触角的神经中枢,头前叶后面才是真正的体节。头前叶和第l体节合并成原头,其后的体节合称为原躯(protocorm)。原躯最前面的3个体节叫做颚节(gnathal segments),依次称为上颚节、第1下颚节和第2下颚节(或称下唇节)。这3个体节的附肢后来演变成为口器的上颚、下颚和下唇。

第二节 昆虫头壳的构造
昆虫的头壳是一个完整的高度骨化的硬壳,称为颅壳。  
一、头壳上的蜕裂线和沟  
(一) 蜕裂线 (ecdysial cleavage line): 位于头部背面,一般呈倒“V”形。其中干(冠缝coronal suture)起自胸部背面中央,伸达头部复眼之间分叉成为两条侧臂(额缝frontal suture)。幼虫脱皮时就沿着这条线先裂开,故称为蜕裂线。蜕裂线在幼虫期很显著。在成虫期,如无变态和不全变态类的昆虫,还有部分或全部留存的现象;而在全变态类的成虫中,则全部消失。

(二) 沟 :昆虫头壳上沟的数目和位置变化很大,常见的有以下几条:  
1、额唇基沟(clypeofrontal sulcus) : 又称口上沟(epistomal sulcus),位于口器上方,两个上颚基部前关节之间,即额区和唇基区的分界线。通常呈横线形,也有的上拱成 “A”形(如鳞翅目幼虫),有的甚至中断或消失。额唇基沟的两端内陷成臂状突起,称为幕骨前臂(anterior tentorial arms),外面所留下的凹陷叫前幕骨陷(anterior tentorial pits),故额唇基沟的位置可以用前幕骨陷来确定。

2、额颊沟(frontogenal sulcus) 额颊沟位于复眼下方至上颚基部之间,是额区和颊区的分界线。此沟并不普遍存在,仅常见于直翅目和革翅目昆虫中。  
3、围眼沟(ocular sulcus) 环绕复眼周围的体壁内陷形成的沟叫围眼沟。围眼沟向里形成的环形内脊称为眼膈,眼膈有支持和保护复眼的功能。  
(模式图)

4、颅中沟(cranial median sulcus) 在有些昆虫(主要为幼虫)的头壳上,沿蜕裂线的中干还常常内陷成一深脊,外面留下的沟就叫颅中沟。从表面看,这条沟易与蜕裂线的中干混淆,但颅中沟的颜色较深,且大多数昆虫的颅中沟往往伸过蜕裂线的分叉点,故易区别。  
5、后头沟(occipital sulcus) 头后面环绕头孔的第2条拱形沟叫后头沟。后头沟的两端下达到上颚的后头节处。

6、次后头沟(postoccipital sulcus) 头后面环绕头孔的第1条拱形沟叫次后头沟。这条沟向内突起形成很宽的内脊,为来自颈部和胸部的肌肉着生处。  
7、颊下沟(subgenal sulcus) 颊下沟位于头部侧面的下方,由额唇基沟到次后头沟之间的一条横沟。这条沟并不普遍存在,只在少数昆虫如直翅目才具有。

二、头壳的分区  
根据昆虫头壳上的沟和线,可将头壳划分为若干区,各个区的形状和位置常随沟和线的变化而变动。通常可分为以下各区。  
(一)额区(frons):位于头的正面,包括蜕裂线侧臂之下、两条额颊沟之间和额唇基沟之上的区域,单眼即着生在额区。

(二)唇基区(clypeus):为额唇基沟之下和上唇之间的一块方形骨片,某些昆虫的唇基上有一条唇基沟(clypeus sulcus),将唇基分为后唇基(postclypeus)和前唇基 (anteclypeus)两部分。悬于唇基的下方,盖在口器上面的一块可活动的骨片称为上唇 (1abrum)。额区和唇基区合称为额唇基区(frontoclypealarea)。  
(三)头顶(vertex):指额区之上、两复眼之间即头壳的背面部分,也称颅顶。

四)颊区(gena):为头的两侧面、包括复眼之下、额颊沟之后、后头沟之前、颊下沟之上的部分。颊区与头顶合起来又称颅侧区(parietalarea)。  
(五)颊下区(subgenal area):为颊下沟下面的狭小骨片。其下缘具有支接上颚的两个关节。在两个关节之间的部分称为口侧区(P1eurostomal area),上颚基部以后的部分称为口后区(hypostomal area)。

(六)后头区(occipitalarea):后头沟与次后头沟之间的拱形骨片称为后头区。通常把颊区后面的部分称为后颊(postgena),头顶之后的部分称为后头(occiput),但是两者之间并无分界线。  
(七)次后头区(postocciput area):是后头区之后环绕头孔的拱形狭片。次后头的后缘与颈膜相连,上面有两个后头突,为颈部侧面骨片的支接点。

三、头部的内骨骼  
昆虫的头壳十分坚硬,以承受强大的口器肌肉的牵引力和保护内部脑等器官。头壳除具后生沟向里形成的内脊外,还有特殊的内突即头部的内骨路,统称为幕骨(tentorium)。幕骨除具有支撑和加强头壳的作用外,还可供口器附肢、舌和部分前肠肌肉着生,以支持前肠。  
幕骨由头壳的两对内突愈合而成,一对是由额唇基沟(口上沟)的两端内陷形成的幕骨前臂,另一对是由次后头沟下端内陷形成的幕骨后臂,两幕骨后臂通常连接成横形骨板,称为幕骨桥(tentorial brid8e),并与幕骨前臂接合呈“Il”形。某些昆虫在幕骨前臂上各发生一突起,这对突起称为幕骨背臂(dorsal tentorialarms),向上直伸至触角基部的头壳下面。由于幕骨背臂是幕骨前臂的次生物,而不是头壳内陷形成的,所以头壳上并无凹陷。  
  
幕骨的形状及相对位置在各类昆虫中变化很大,如蝗虫等的幕骨呈“×”形;白蚁的幕骨后臂特别发达,形如屋脊,前臂位于前端,后幕骨陷延长成缝状。此外,也有的幕骨前臂或后臂退化而仅留其中之一,有的甚至全部消失。

第三节 昆虫头部的变化及其适应
昆虫头部的变化主要发生在额区、唇基区和后头区。此外,口器在头部的着生位置和方向也有几种不同的变化。

一、额唇基区、后头区的变化  
额区和唇基区比较简单的变化是延长成“喙”或“象鼻状”,如象甲等,

又如尖头炸蜢的额区向后倾斜,与头顶形成锐角,额区的上端与头顶几乎延伸成一薄片。

鳞翅目幼虫的额区和唇基区变化较大,其颅中沟下伸至额唇基沟,唇基上移至头部正面,呈一三角形骨片,占据了很大一部分额区的位置,真正的额区却变成了位于唇基两侧的窄片,称为“傍额片”(adfronal sclerite)。

二、后头区的变化  
后头区的变化主要是口后片、口后桥、后颊桥及外咽片的形成。


类别:自然||添加到搜藏 |分享到i贴吧|浏览(304)|评论 (0)
 
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