论文部分内容阅读
千姿百态的昆虫,是地球上最古老的动物之一,出现于3.5亿年前的泥盆纪,至今已发展为种类最多的动物,全世界估计有1000万种之多,中国的昆虫也在百万种左右。
昆虫在自然界中占有十分重要的地位,它是生物食物链网中重要的不可或缺的组成部分;没有昆虫就没有生物的多样性。它又与人类的生活和经济活动关系密切,很多昆虫是人们生产、生活的朋友或敌手。
世界上有多少种昆虫
最近的研究表明,全世界的昆虫可能有1000万种,约占地球所有生物物种的一半。但目前有名有姓的昆虫种类仅100万种,占动物界已知种类的2/3~3/4。由此可见,世界上的昆虫还有90%的种类我们不认识;按最保守的估计,世界上至少有300万种昆虫,那也还有200万种昆虫有待我们去发现、描述和命名。现在世界上每年大约发现1000个昆虫新种。
在已定名的昆虫中,鞘翅目(甲虫)就有35万种之多,其中象甲科最大,有6万多种,是哺乳动物的10倍;鳞翅目(蝶与蛾)次之,有约20万种;膜翅目(蜂、蚁)和双翅目(蚊、蝇)都在15万种左右。
昆虫不仅种类多,而且同一种昆虫的个体数量也很多,有的个体数量大得惊人。一个蚂蚁群可多达50万个体。一棵树可拥有10万只的蚜虫个体。在森林里,每平方米有10万头弹尾目昆虫。
我国幅员辽阔,自然条件复杂,是世界上唯一跨越两大动物地理区域的国家,因而是世界上昆虫种类最多的国家之一。一般来说,我国的昆虫种类占世界种类的1/10。世界已定名的昆虫种类为100万种,我国定名的昆虫应该在10万种左右,可目前我国已发现定名的昆虫只有5万多种,要赶上世界目前的水平还任重道远。况且,世界的昆虫种类应该在300万种~1000万种,所以我国应有昆虫30万种~100万种。
多变的自卫能力
昆虫在地球上的历史至少已经有3.5亿年了。它们在长期适应环境的演变中,有着多种多样保护自己安全,不受天敌伤害的自卫本领。昆虫还具有较强的适应能力。一些種类可以忍受-50℃的严寒,而另一些种类则可以栖息在49℃高温的沙漠或温泉中。某些蝇类可以生活在纯盐和纯油中;谷象可以生活在纯二氧化碳中;另一些昆虫甚至在长期缺水状态下也能活动自如。
绝大多数昆虫属于完全变态类,即幼虫和成虫在形态、食性和行为等方面明显分化,这种分化借助一个静止的蛹期来实现。这样,既扩大了同种昆虫的食料来源,满足了昆虫的营养需求,也是对外界环境的高度适应。
昆虫就是凭着它们自身超群的适应性和顽强的求生本领,经过漫长的历史长河,不断发展壮大起来,成为最鼎盛的家族“占领”着地球。曾有位作家写道:“昆虫比人类较早出现,它们的顽强性或许会使昆虫比人类活得更远,这里有许多奥秘需要人类去揭示。”
虫眼看世界
复眼是昆虫的主要视觉器官,通常在昆虫的头部占有突出的位置。多数昆虫的复眼呈圆形、卵圆形或肾形。有些昆虫的复眼在每侧又分为上、下两个,成为“四眼”昆虫,例如眼天牛、豉甲和浮游的一些种类。特别是生活在水中的豉甲,由于它的复眼分为上、下两部分,因而在猎食时既能发现水面的目标,又能发现水中的目标。在突眼蝇中,复眼着生在头部两侧的柄状突上。
复眼是由许多六角形的小眼组成,每个小眼与单眼的基本构造相同。复眼的体积越大,小眼的数量就越多,看东西的视力也就越强。复眼中的小眼的数目变化很大,从最少的只有一个小眼,到最多的有数万个小眼。例如有一种蚂蚁的工蚁只有一个小眼,蝴蝶有1.2万个~1.7万个小眼,蜻蜓则有1万个~28万个小眼,家蝇有4000个小眼。
小眼的构造很精巧,它有一个如凸透镜一样的集光装置,叫角膜镜,就是小眼表面的六角形凸镜,下面连着圆锥形的晶体,在这些集光器下面连接着视觉神经。神经感受集光器传入的光点而感觉到光的刺激,而后造成“点的影像”,许多小眼的点的影像相互作用就组成“镶嵌的影像”。如果把昆虫的一只复眼纵向剖开,在放大镜或显微镜小观察,多棱的小眼聚集在一起,很像一只奇妙的万花筒。
昆虫除原尾目无触角、高等双翅目和膜翅目幼虫的触角退化外,其它种类都有1对触角。触角长在昆虫两只复眼的中上方,昆虫活动的时候,这两根触角总是不停地摆动着,东察西探,象是寻找猎物的雷达。
触角是主要的感觉器官,有嗅觉、触觉和听觉的功能。触角能够帮助昆虫寻找食物和配偶,并探明身体前方有无障碍物。在有些昆虫中,触角还有其它用处,例如雄性芫菁在交配时用来握住雌虫,魔蚊幼虫用来捕捉食物,仰泳蝽的触角在水中能平衡身体,水龟虫则用来帮助呼吸。
足的妙用
足还有其他许许多多的妙用:一些蜂类前足胫节末端和第一跗节基部共同形成净角器,专门用来清洁触角,去掉粘着在触角上的东西;苍蝇足末端形成了爪垫,垫内充血,下面的凹陷就像个真空杯,垫上还有能分泌粘液的毛,所以苍蝇能在光滑的玻璃板上行走,不会打滑,甚至倒悬在天花板上也能自由移动。有些昆虫的“耳朵”(听器)就长在前足上,如大家喜爱的蟋蟀就是用前足上的鼓膜听器来接受异性的呼唤的。峡蝶、苍蝇等足的附节还有感受味觉的功能。生活在阴暗的树皮下,岩石上的潮湿苔藓下的足丝蚁目昆虫,是用足来造丝,编织成坑道状的巢,在里面生活和繁殖,因而它们的足就有着特殊的构造。足丝蚁前足的第一跗节特别膨大,里面贮藏着110多个纱锭一样的丝腺体,好像是一台纺织机,每个丝腺体都是圆形的,丝腺体的壁内有一层细胞核,但没有明显的细胞分界,所以丝腺是合胞体腺,每个腺腔被原生质直接变成的分泌物填满,分泌物沿着扁平的细胞腺管向外流出,腺管开口于细长表皮突起的顶端。当液体状的分泌物从腺管排出后,与空气接触即成为编织坑道用的丝。这种造丝的腺体在脱皮时会周期性地更新。足丝蚁的一生中尽管要经过几次脱皮,但足上造丝的功能不会减退。
昆虫的足不但有爬、跳、捕、挖的本领,有些种昆虫足的拖拉力和抓力也很惊人。一只仅有6克重的小甲虫,可是它用足拖的物体重量(在一辆轻便的四轮小车上)却有1.093公斤,比这只小甲虫的体重要大181倍。一匹体重700公斤的健壮马,在良好的路面上也只能拖得动3.5吨的货物,只是相当于体重的5倍。人的牵引力大致也只有体重的5倍。而一只蚂蚁却能轻而易举地把超过体积和重量l400倍的食物或筑巢材料施入自己的巢中。一只老熟期的大蠼螋体重仅有0.5克,如果将一辆170克的玩具小空车,用线拴在它的身体上,能用三对足很轻松地拖着走,当把车上的物品增加到265克时,它仍能勉强地拖动,如果拿这只蠼螋的重量(0.5克)去除它所拖动的小车和里面所装东西的总重量,把得数四舍五入后,便可得到一个破天荒的数字——530倍。 昆虫的足都很细小,因此也很难想象它们能用足上脆弱的爪子抓起很重的物体来,有人为了证明昆虫足的抓力,曾作过这样的试验:用一根线在蜻蜓的胸部缠上一圈,把它悬挂起来,然后放一块粗糙些的重物让它抓住,结果发现蜻蜓能抓起相当于体重20倍的物体达10分钟之久。用同样的方法作试验,螳螂能抓起324克的重物,比它的体重大53倍。大蠼螋能抓起52克的重物,比它的体重大104倍。
知道了昆虫足对自然环境的适应,看到不同昆虫足的形状,就大致可以知道某些种昆虫生活在什么环境了。同时研究昆虫足的内部、外部构造,探讨其拉力和抓力的功能,可在仿生学上加以应用。
多姿多彩的翅膀
昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的动物。飞行使昆虫在觅食、求偶、避敌和扩大分布范围等方面都比陆地动物要技高一筹,并成为昆虫纲繁荣兴旺的基础。昆虫翅膀的来源与鸟类不同,鸟类的翅膀是由前肢转变来的,而昆虫的翅膀则是由向两侧扩展成的侧背叶发展而来的。昆虫的翅膀十分灵活,不用时还可以收折在身体背面。翅一般为三角形,为了研究方便,将每个边和角都给以一定的名称,并将翅面進行分区。
昆虫大部分都能较远距离地飞翔,如蝗虫和粘虫成虫都是飞翔力极强的昆虫。飞蝗可成群结队飞行千里。据我国昆虫学工作者们研究,每年春夏在广东一带越冬后羽化的粘虫,可以成群飞越数千里,漂洋过海到北方去觅食。蜜蜂每小时可持续飞行10公里~20公里。牛虻每小时可飞行40余公里。蚊虫为了寻找水源产卵,也可以飞行数公里。蜻蜓、螽斯和某些种天蛾也能够持续飞行数百里乃至千里而不着陆。某些昆虫除飞行距离远外,飞翔速度也很了不起,蜻蜓每秒钟飞10米~20米;金龟子每秒钟飞2.2米~3米;天蛾每秒钟飞5米;菜粉蝶每秒钟飞1.8米~2.3米;家缎每秒钟飞2米;牛虻每秒钟飞4米~14米;蜜蜂每秒钟可飞2.5米~6米。因为昆虫有这样强的飞翔能力,再加上高空气流和风的影响,便给昆虫远距离飞迁提供了良好的条件。
以上这些翅的形状和飞行的特点,都在一定程度上反映了各种昆虫的生活特点,同时也给人们提供了认识昆虫种类的依据。为了防止害虫扩大蔓延,我们必须把害虫消灭在长翅膀以前,例如飞蝗、盲蝽等都要消灭在三龄以前。
斑澜夺目的体色
昆虫有着极其丰富的色彩,有的昆虫色彩艳丽、斑澜夺目,甚至还呈现出变幻莫测的金属色泽,也有的昆虫颜色暗淡、陈旧,实无美丽可言。那么昆虫的不同色彩是怎样形成的呢?不同的颜色对昆虫有什么特殊意义吗?
昆虫的颜色多数是由体壁和它的衍生物产生出来的,也有的来自不同的皮下组织或血液。根据颜色的成因我们把它分为两类:一类是色素色,是由色素化合物形成的颜色,这些物质可以吸收某种光波,而反射其他光波,从而形成各种颜色。它们多半是代谢的产物或副产物,如黑色素、类胡萝卜素、蝶啶类等。当色素存在于表皮内部时,我们把它称为表皮色。表皮色在昆虫死亡后还能保持很长时间的稳定性,如翅上的花斑。若色素位于表皮下的真皮细胞内,则称为真皮色,真皮色往往随着昆虫的死亡而逐渐消失。有些昆虫活着时呈嫩绿色,制成标本后不久,嫩绿色渐渐变成了黄褐色,就是这个缘故。另一类颜色是结构色,是光照射在虫体表面的不同结构上而产生折射、反射及干扰而形成的。昆虫身体的金属光泽属于结构色,结构色不会因昆虫死亡或煮沸、漂白等处理而发生改变或消失。
昆虫的色彩大多是混合上述两种色泽而成的,称为混合色,如有一种美丽的蝴蝶叫做幻紫峡蝶,它的翅呈黄褐色,当从不同的角度看时,又显现出梦幻般的紫色闪光,其中黄褐色是色素色,紫色闪光则为结构色。昆虫有了这样那样的颜色,就可吸引异性求偶、隐藏或示威避敌,还可避光保护自己。
昆虫在自然界中占有十分重要的地位,它是生物食物链网中重要的不可或缺的组成部分;没有昆虫就没有生物的多样性。它又与人类的生活和经济活动关系密切,很多昆虫是人们生产、生活的朋友或敌手。
世界上有多少种昆虫
最近的研究表明,全世界的昆虫可能有1000万种,约占地球所有生物物种的一半。但目前有名有姓的昆虫种类仅100万种,占动物界已知种类的2/3~3/4。由此可见,世界上的昆虫还有90%的种类我们不认识;按最保守的估计,世界上至少有300万种昆虫,那也还有200万种昆虫有待我们去发现、描述和命名。现在世界上每年大约发现1000个昆虫新种。
在已定名的昆虫中,鞘翅目(甲虫)就有35万种之多,其中象甲科最大,有6万多种,是哺乳动物的10倍;鳞翅目(蝶与蛾)次之,有约20万种;膜翅目(蜂、蚁)和双翅目(蚊、蝇)都在15万种左右。
昆虫不仅种类多,而且同一种昆虫的个体数量也很多,有的个体数量大得惊人。一个蚂蚁群可多达50万个体。一棵树可拥有10万只的蚜虫个体。在森林里,每平方米有10万头弹尾目昆虫。
我国幅员辽阔,自然条件复杂,是世界上唯一跨越两大动物地理区域的国家,因而是世界上昆虫种类最多的国家之一。一般来说,我国的昆虫种类占世界种类的1/10。世界已定名的昆虫种类为100万种,我国定名的昆虫应该在10万种左右,可目前我国已发现定名的昆虫只有5万多种,要赶上世界目前的水平还任重道远。况且,世界的昆虫种类应该在300万种~1000万种,所以我国应有昆虫30万种~100万种。
多变的自卫能力
昆虫在地球上的历史至少已经有3.5亿年了。它们在长期适应环境的演变中,有着多种多样保护自己安全,不受天敌伤害的自卫本领。昆虫还具有较强的适应能力。一些種类可以忍受-50℃的严寒,而另一些种类则可以栖息在49℃高温的沙漠或温泉中。某些蝇类可以生活在纯盐和纯油中;谷象可以生活在纯二氧化碳中;另一些昆虫甚至在长期缺水状态下也能活动自如。
绝大多数昆虫属于完全变态类,即幼虫和成虫在形态、食性和行为等方面明显分化,这种分化借助一个静止的蛹期来实现。这样,既扩大了同种昆虫的食料来源,满足了昆虫的营养需求,也是对外界环境的高度适应。
昆虫就是凭着它们自身超群的适应性和顽强的求生本领,经过漫长的历史长河,不断发展壮大起来,成为最鼎盛的家族“占领”着地球。曾有位作家写道:“昆虫比人类较早出现,它们的顽强性或许会使昆虫比人类活得更远,这里有许多奥秘需要人类去揭示。”
虫眼看世界
复眼是昆虫的主要视觉器官,通常在昆虫的头部占有突出的位置。多数昆虫的复眼呈圆形、卵圆形或肾形。有些昆虫的复眼在每侧又分为上、下两个,成为“四眼”昆虫,例如眼天牛、豉甲和浮游的一些种类。特别是生活在水中的豉甲,由于它的复眼分为上、下两部分,因而在猎食时既能发现水面的目标,又能发现水中的目标。在突眼蝇中,复眼着生在头部两侧的柄状突上。
复眼是由许多六角形的小眼组成,每个小眼与单眼的基本构造相同。复眼的体积越大,小眼的数量就越多,看东西的视力也就越强。复眼中的小眼的数目变化很大,从最少的只有一个小眼,到最多的有数万个小眼。例如有一种蚂蚁的工蚁只有一个小眼,蝴蝶有1.2万个~1.7万个小眼,蜻蜓则有1万个~28万个小眼,家蝇有4000个小眼。
小眼的构造很精巧,它有一个如凸透镜一样的集光装置,叫角膜镜,就是小眼表面的六角形凸镜,下面连着圆锥形的晶体,在这些集光器下面连接着视觉神经。神经感受集光器传入的光点而感觉到光的刺激,而后造成“点的影像”,许多小眼的点的影像相互作用就组成“镶嵌的影像”。如果把昆虫的一只复眼纵向剖开,在放大镜或显微镜小观察,多棱的小眼聚集在一起,很像一只奇妙的万花筒。
昆虫除原尾目无触角、高等双翅目和膜翅目幼虫的触角退化外,其它种类都有1对触角。触角长在昆虫两只复眼的中上方,昆虫活动的时候,这两根触角总是不停地摆动着,东察西探,象是寻找猎物的雷达。
触角是主要的感觉器官,有嗅觉、触觉和听觉的功能。触角能够帮助昆虫寻找食物和配偶,并探明身体前方有无障碍物。在有些昆虫中,触角还有其它用处,例如雄性芫菁在交配时用来握住雌虫,魔蚊幼虫用来捕捉食物,仰泳蝽的触角在水中能平衡身体,水龟虫则用来帮助呼吸。
足的妙用
足还有其他许许多多的妙用:一些蜂类前足胫节末端和第一跗节基部共同形成净角器,专门用来清洁触角,去掉粘着在触角上的东西;苍蝇足末端形成了爪垫,垫内充血,下面的凹陷就像个真空杯,垫上还有能分泌粘液的毛,所以苍蝇能在光滑的玻璃板上行走,不会打滑,甚至倒悬在天花板上也能自由移动。有些昆虫的“耳朵”(听器)就长在前足上,如大家喜爱的蟋蟀就是用前足上的鼓膜听器来接受异性的呼唤的。峡蝶、苍蝇等足的附节还有感受味觉的功能。生活在阴暗的树皮下,岩石上的潮湿苔藓下的足丝蚁目昆虫,是用足来造丝,编织成坑道状的巢,在里面生活和繁殖,因而它们的足就有着特殊的构造。足丝蚁前足的第一跗节特别膨大,里面贮藏着110多个纱锭一样的丝腺体,好像是一台纺织机,每个丝腺体都是圆形的,丝腺体的壁内有一层细胞核,但没有明显的细胞分界,所以丝腺是合胞体腺,每个腺腔被原生质直接变成的分泌物填满,分泌物沿着扁平的细胞腺管向外流出,腺管开口于细长表皮突起的顶端。当液体状的分泌物从腺管排出后,与空气接触即成为编织坑道用的丝。这种造丝的腺体在脱皮时会周期性地更新。足丝蚁的一生中尽管要经过几次脱皮,但足上造丝的功能不会减退。
昆虫的足不但有爬、跳、捕、挖的本领,有些种昆虫足的拖拉力和抓力也很惊人。一只仅有6克重的小甲虫,可是它用足拖的物体重量(在一辆轻便的四轮小车上)却有1.093公斤,比这只小甲虫的体重要大181倍。一匹体重700公斤的健壮马,在良好的路面上也只能拖得动3.5吨的货物,只是相当于体重的5倍。人的牵引力大致也只有体重的5倍。而一只蚂蚁却能轻而易举地把超过体积和重量l400倍的食物或筑巢材料施入自己的巢中。一只老熟期的大蠼螋体重仅有0.5克,如果将一辆170克的玩具小空车,用线拴在它的身体上,能用三对足很轻松地拖着走,当把车上的物品增加到265克时,它仍能勉强地拖动,如果拿这只蠼螋的重量(0.5克)去除它所拖动的小车和里面所装东西的总重量,把得数四舍五入后,便可得到一个破天荒的数字——530倍。 昆虫的足都很细小,因此也很难想象它们能用足上脆弱的爪子抓起很重的物体来,有人为了证明昆虫足的抓力,曾作过这样的试验:用一根线在蜻蜓的胸部缠上一圈,把它悬挂起来,然后放一块粗糙些的重物让它抓住,结果发现蜻蜓能抓起相当于体重20倍的物体达10分钟之久。用同样的方法作试验,螳螂能抓起324克的重物,比它的体重大53倍。大蠼螋能抓起52克的重物,比它的体重大104倍。
知道了昆虫足对自然环境的适应,看到不同昆虫足的形状,就大致可以知道某些种昆虫生活在什么环境了。同时研究昆虫足的内部、外部构造,探讨其拉力和抓力的功能,可在仿生学上加以应用。
多姿多彩的翅膀
昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的动物。飞行使昆虫在觅食、求偶、避敌和扩大分布范围等方面都比陆地动物要技高一筹,并成为昆虫纲繁荣兴旺的基础。昆虫翅膀的来源与鸟类不同,鸟类的翅膀是由前肢转变来的,而昆虫的翅膀则是由向两侧扩展成的侧背叶发展而来的。昆虫的翅膀十分灵活,不用时还可以收折在身体背面。翅一般为三角形,为了研究方便,将每个边和角都给以一定的名称,并将翅面進行分区。
昆虫大部分都能较远距离地飞翔,如蝗虫和粘虫成虫都是飞翔力极强的昆虫。飞蝗可成群结队飞行千里。据我国昆虫学工作者们研究,每年春夏在广东一带越冬后羽化的粘虫,可以成群飞越数千里,漂洋过海到北方去觅食。蜜蜂每小时可持续飞行10公里~20公里。牛虻每小时可飞行40余公里。蚊虫为了寻找水源产卵,也可以飞行数公里。蜻蜓、螽斯和某些种天蛾也能够持续飞行数百里乃至千里而不着陆。某些昆虫除飞行距离远外,飞翔速度也很了不起,蜻蜓每秒钟飞10米~20米;金龟子每秒钟飞2.2米~3米;天蛾每秒钟飞5米;菜粉蝶每秒钟飞1.8米~2.3米;家缎每秒钟飞2米;牛虻每秒钟飞4米~14米;蜜蜂每秒钟可飞2.5米~6米。因为昆虫有这样强的飞翔能力,再加上高空气流和风的影响,便给昆虫远距离飞迁提供了良好的条件。
以上这些翅的形状和飞行的特点,都在一定程度上反映了各种昆虫的生活特点,同时也给人们提供了认识昆虫种类的依据。为了防止害虫扩大蔓延,我们必须把害虫消灭在长翅膀以前,例如飞蝗、盲蝽等都要消灭在三龄以前。
斑澜夺目的体色
昆虫有着极其丰富的色彩,有的昆虫色彩艳丽、斑澜夺目,甚至还呈现出变幻莫测的金属色泽,也有的昆虫颜色暗淡、陈旧,实无美丽可言。那么昆虫的不同色彩是怎样形成的呢?不同的颜色对昆虫有什么特殊意义吗?
昆虫的颜色多数是由体壁和它的衍生物产生出来的,也有的来自不同的皮下组织或血液。根据颜色的成因我们把它分为两类:一类是色素色,是由色素化合物形成的颜色,这些物质可以吸收某种光波,而反射其他光波,从而形成各种颜色。它们多半是代谢的产物或副产物,如黑色素、类胡萝卜素、蝶啶类等。当色素存在于表皮内部时,我们把它称为表皮色。表皮色在昆虫死亡后还能保持很长时间的稳定性,如翅上的花斑。若色素位于表皮下的真皮细胞内,则称为真皮色,真皮色往往随着昆虫的死亡而逐渐消失。有些昆虫活着时呈嫩绿色,制成标本后不久,嫩绿色渐渐变成了黄褐色,就是这个缘故。另一类颜色是结构色,是光照射在虫体表面的不同结构上而产生折射、反射及干扰而形成的。昆虫身体的金属光泽属于结构色,结构色不会因昆虫死亡或煮沸、漂白等处理而发生改变或消失。
昆虫的色彩大多是混合上述两种色泽而成的,称为混合色,如有一种美丽的蝴蝶叫做幻紫峡蝶,它的翅呈黄褐色,当从不同的角度看时,又显现出梦幻般的紫色闪光,其中黄褐色是色素色,紫色闪光则为结构色。昆虫有了这样那样的颜色,就可吸引异性求偶、隐藏或示威避敌,还可避光保护自己。