第二篇 昆虫的生物学

1. 第二篇 昆虫的生物学

2. 定义及其研究内容 • 　　昆虫生物学是研究昆虫生命活动规律的一门科学，主要研究昆虫的个体发育史（包括昆虫的生殖、胚胎发育、胚后发育及成虫各个时期的生命特征）和年生活史。

3. 第五章 昆 虫 的 生 殖 方 法

4. 第一节 昆虫的性别 • 1、昆虫的性别 • 在正常情况下,昆虫个体的性别有3种情况： • 雌性(female)：常用“♀”表示，大多数种类中，雌性成虫略比同种的雄性个体大，颜色较暗淡，活动能力较差，寿命较长。 • 雄性(male)：常用“♂”表示，多数雄性个体比同种雌性个体小，色泽鲜艳，活动能力强，寿命短。 • 雌雄同体(hermaphrodite)：指正常情况下卵巢与精巢并存于同一个体中的现象。如襀翅目、同翅目、双翅目等昆虫。

5. 2、雌雄二型现象(sexual dimorphism)：同种的雌雄个体除生殖器官的结构差异和第2性征不同外，在大小、颜色、结构等方面存在明显差异的现象。 雄 雌 锹甲

6. 吹绵蚧雌虫 吹绵蚧雄虫

7. 3、多型现象(polymorphism)：指同种昆虫具有两种或更多不同类型个体的现象，而这种不同类型的分化并非表现在雌雄差异上，即在同一性别的个体中出现不同类型的分化。它不仅出现在成虫期，也可出现在幼虫期。如有翅蚜、无翅蚜，社会性昆虫蜜蜂、蚂蚁等。3、多型现象(polymorphism)：指同种昆虫具有两种或更多不同类型个体的现象，而这种不同类型的分化并非表现在雌雄差异上，即在同一性别的个体中出现不同类型的分化。它不仅出现在成虫期，也可出现在幼虫期。如有翅蚜、无翅蚜，社会性昆虫蜜蜂、蚂蚁等。 有翅孤雌蚜 无翅孤雌蚜 棉蚜的多型现象

8. 4、雌雄同体(hermaphrodite)分两种类型： • (1)非功能性雌雄同体(non-functional hermaphrodite)： • 又叫副雌雄同体(accessory hermaphrodite)或退化性雌雄同体(rudimentary hermaphro-dite)，就是说虽然同一个体中有卵巢和睾丸，但只有一个性器官可以成熟，只能异体受精。

9. (2)功能性雌雄同体(functional herma-phrodite)：这种雌雄同体有两种情况， ① 可自体受精，但雌雄同体个体间不可以异体受精，偶尔会有少数卵细胞不受精直接发育为雄性个体，这种雄性个体可与雌雄同体个体进行交配； ② 雌雄同体个体间可异体受精，也可自体受精。

11. 第二节 昆虫的生殖方法 • 从受精机制分： • 两性生殖(sexual reproduction) • 孤雌生殖(parthenogenesis) • 从产生后代个数分： • 单胚生殖(monembrony)：一个卵产生一个个体； • 多胚生殖(polyembrony)：一个卵产生多个个体。 • 从产生后代虫态分： • 卵生(oviparity)：子代离开母体的虫态为卵； • 胎生(viviparity)：子代离开母体的虫态为若虫或幼虫。 雌雄同体呢？

12. 一、昆虫的两性生殖 昆虫的绝大多数种类进行两性生殖、卵生。 两性生殖需要经过雌雄交配，雄性个体产生的精子与雌性个体产生的卵子结合后，才能正常发育成新个体。 昆虫两性生殖的特点： 卵通常必须接受了精子之后，卵核才能进行成熟分裂(减数分裂)；而雄虫在排精时已经减数分裂。

13. 二、昆虫的几种特殊的生殖方式 • 1、孤雌生殖(parthenogenesis) • 　　指昆虫的卵不经过受精也能发育成新个体的现象。一般可分为： • 1)兼性孤雌生殖(facultative partheno-genesis): • 又叫偶发性孤雌生殖(sporadic par-thenogenesis)，即大多数情况下进行两性生殖，但偶尔会出现不受精的卵发育成新个体的现象，见于膜翅目、鳞翅目、缨翅目、同翅目等类群。

14. 2) 专性孤雌生殖(obligate parthenogenesis)： • ①经常性孤雌生殖(constant parthenoge-nesis)：几乎完全通过孤雌生殖方式进行； • ②周期性孤雌生殖(cyclical partheno-genesis)：两性生殖与孤雌生殖随季节变迁交替进行，即异态交替(heterogeny)，如蚜虫； • ③幼体生殖(paedogenesis)； • ④地理性孤雌生殖(geographical parthe-nogenesis)：在一种昆虫的两个变型中，一个行两性生殖，另一个行孤雌生殖。

15. 2、多胚生殖(polyembryony) 1个卵产生2个或更多个胚胎的生殖方法，常见于寄生性膜翅目昆虫及一种捻翅目昆虫中。 跳小蜂的多胚生殖 A.卵(示极体和卵核); B.卵分化为胚区和滋养区;C.多胚横截面;D.小蜂寄生状

16. 3、胎生(viviparity) • 　　胎生是指由母体直接产出幼体的生殖方式。可分为下列4种类型。 1)卵胎生(ovoviviparity)：胚胎所需的养分全部由卵供给，胚胎发育在母体内完成，卵在母体内孵化，孵化后不久幼虫便离开母体。从营养源来看，与卵生相同。代表：蓟马、介壳虫等。

17. 2)腺养胎生(adenotrophic viviparity)： • 胚胎发育的养分也由卵供给，但幼虫从卵中孵化出来后并不马上离开母体，而是寄居在母体的阴道膨大而形成的“子宫”内，由母体的附腺供给幼虫养分，直到幼虫接近化蛹时才被产出体外，刚产出的幼体不久便化蛹，故此类生殖方式又称蛹生(pupiparity)。 • 代表：部分家蝇科、虱蝇科等。

18. 舌蝇的腺营养胎生，示子宫中的幼虫

19. 3)伪胎盘胎生(pseudoplacental viviparity)： • 卵无卵黄或卵黄甚少，无卵壳，主要靠一种称为伪胎盘(pseudoplacenta)的构造从母体中吸取营养。 • 代表：孤雌生殖的蚜虫、啮虫目昆虫、半翅目的寄蝽等。

20. 4)血腔胎生(haemocoelous viviparity)： • 当卵发育成熟后卵巢破裂，将卵释放到母体的血腔中，卵无卵壳，胚胎从血淋巴中直接吸取养分，卵孵化后，幼虫从雌虫的生殖孔出来。 • 卵母细胞不受精就在卵巢管中发育，孵化后幼虫进入血腔，取食母体的组织，至化蛹前破母体体壁而出。 • 代表：捻翅目及幼体生殖的瘿蚊科。

21. 4、幼体生殖(paedogenesis) 　　昆虫在母体尚未达到成虫阶段，还处于幼虫期时就进行生殖的生殖方式称为幼体生殖(paedogenesis)。 瘿蚊的幼体生殖 在一个幼虫体内孕育着5个次代幼虫

22. 凡进行幼体生殖的昆虫，产出的不是卵，而是幼虫，所以幼体生殖可以认为是胎生的一种形式。凡进行幼体生殖的昆虫，产出的不是卵，而是幼虫，所以幼体生殖可以认为是胎生的一种形式。 • 当然幼体生殖的母体都没有发育到成虫阶段，也就谈不上两性交配，所以幼体生殖又可以看成孤雌生殖的一种类型。

23. 第六章昆虫的卵与胚胎发育

24. 在讨论昆虫个体发育(ontogenesis)过程时，常以胚胎发育(embryonic development)为基点，把胚胎发育前的精、卵成熟叫昆虫的胚前发育(preembryonic development)，把胚胎完成后到性成熟的过程叫胚后发育(postembryonic development)。 • 个体发育=胚前发育+胚胎发育+胚后发育

25. 第一节 昆虫的卵

26. 对于卵生昆虫而言，卵(egg或ovum，复数ova)是个体发育的第1个虫态，又是一个表面不活动的虫态。了解卵的结构、昆虫的产卵方式等具有重要的理论与实践意义。对于卵生昆虫而言，卵(egg或ovum，复数ova)是个体发育的第1个虫态，又是一个表面不活动的虫态。了解卵的结构、昆虫的产卵方式等具有重要的理论与实践意义。

27. 一、卵的外部形态及昆虫产卵方式 • （一）卵的外部形态 • 1.卵的大小 • 昆虫的卵较小，但与高等动物的卵相比则相对很大；一种螽斯的卵近10mm，而葡萄根瘤蚜的卵长仅0.02~ 0.03mm；大多数昆虫的卵长在1.5 ~2.5mm之间。

28. 2.卵的形状 卵的外形也呈现高度的多样性，一般为卵圆形或肾形，也有的卵呈桶形、瓶形、纺锤形、半球形、哑铃形，还有一些卵为不规则形。

29. 3.卵的颜色 大部分昆虫的卵初产时呈乳白色或淡黄色，以后颜色逐渐加深呈绿色、红色、褐色等，孵化之前颜色变得更深。根据卵的色泽我们可以推断某种昆虫卵的发育进度。

30. 两种竹节虫的卵 高粱瘿蚊的卵 蜉蝣的卵 东亚飞蝗的卵 鼎点金刚钻的卵

31. 褐飞虱的卵 草蛉的卵 虱的卵 斑须蝽的卵

32. 一种小蜂的卵 米象的卵 木叶蝶的卵 中华大刀螳的卵 玉米螟的卵 黄褐天幕毛虫的卵 美洲蜚蠊的卵

33. （二）昆虫的产卵方式及适应 • 　　昆虫在产卵方式上表现出高度的选择性与适应性： • 1.产在食物源上或附近 • 捕食性蜾蠃、泥蜂在产卵之前会捕捉猎物并将其麻醉后放入巢中，然后再产卵，幼虫孵出后马上就有可口的食物。

35. 2.保护卵不受侵害 • 　　草蛉产卵时，先分泌一点黏胶，并随腹部上翘把胶拉成细丝，再把卵产在细丝顶端，防止其它捕食性昆虫或先孵出的幼虫将未孵出的卵吃掉； • 　　绿豆象卵是散产的，但有的二卵重叠，上面的卵起到保护下面的卵不受寄生蜂侵害的作用。

36. 3.使卵有一个适宜发育的生长环境 • 　　很多卵块表面具毛、胶质、蜡质等，防止水分蒸发，也可部分避免天敌加害； • 　　产在植物组织里的卵，往往从寄主体内获得胚胎发育或孵化所必需的水分。

37. 二、卵的基本结构 • 卵壳(chorion或egg shell) • 卵黄膜(vitelline membrane) • 无卵黄——周质(periplasm) • 有卵黄的原生质 • 卵黄(vitellus或yolk) • 核(corn) 由 外 至 内 原生质

38. 卵孔 • 卵有基部端部之分，端部常有一个或若干贯通卵壳的小孔，称卵孔(micropyle)。受精时精子可通过此孔进入卵内，因此卵孔又被称为精孔或受精孔。

39. 第二节 胚胎发育 1、定义 　　胚胎发育是指从受精卵的合子开始卵裂到发育为幼虫(广义)为止的过程。（孤雌生殖始于？） 2、授精(insemination)： 　　性成熟的昆虫通过交配，雄虫以不同的方式将精子送入雌虫体内。 贮精囊

40. 3、受精(fertilization) • (广义)：精子与卵子结合。 • (狭义)：精核与卵核结合成为合子(zygote)。 • 　　精子使卵子受精是在卵产出前在中输卵管或阴道内发生的，其实质是雄性原核与雌性原核结合为合子，即狭义的受精过程。合子的第1次分裂标志着新个体胚胎发育的开始。

41. 胚胎发育的过程 • 一、卵裂和胚盘形成 • 昆虫的卵裂有两种方式： • (一)完全卵裂(total cleavage) • 卵内全部物质分裂为大致相同的两个子细胞的卵裂方式叫完全卵裂。 • 完全卵裂见于原始的弹尾纲昆虫胚胎发育的初期(后期又转为表面卵裂)，寄生性半翅目与膜翅目昆虫中。膜翅目小蜂总科中有些昆虫甚至进行纯粹的完全卵裂。

43. (二)表面卵裂(superficial cleavage) • 　　卵内全部物质非均等分裂，细胞分裂主要集中在外层进行，这样的卵裂方式叫表面卵裂。大多数昆虫属于此类。

44. 　　卵裂初期核多位于卵的近中部，其迁移到卵黄表面的时间随种类而异，子核进入周质后逐步形成围绕卵黄的单细胞层，即胚盘(blastoderm)。　　卵裂初期核多位于卵的近中部，其迁移到卵黄表面的时间随种类而异，子核进入周质后逐步形成围绕卵黄的单细胞层，即胚盘(blastoderm)。

45. 卵裂时，并非所有的子核都迁往周质，有一部分子核留在卵黄间成为能供给胚胎营养的消黄细胞(vitellophages)。卵裂时，并非所有的子核都迁往周质，有一部分子核留在卵黄间成为能供给胚胎营养的消黄细胞(vitellophages)。 • 即便在胚盘形成后细胞分裂时还可产生一些卵黄胞，并由周缘向卵黄中部移动。前一种卵黄胞叫初生消黄细胞(primary vitello-phages)，后一种则为次生消黄细胞(secondary vitellophages)。 • 在胚盘形成过程中，卵基部生殖质分化出生殖细胞。

46. 二、胚带、胚层及胚膜的形成 　　胚盘形成后，细胞开始分化，位于卵腹面的胚盘细胞增厚变大成为胚胎的细胞带，即胚带(germ band)，侧面与背面的胚盘细胞逐渐变薄而形成胚膜(embryonic envelop)。

47. 　　接着，胚带从前到后沿中线内凹，其中凹陷部分叫胚带中板(median plate)，两侧的叫胚带侧板(lateral plate)。随着中板的内陷，侧板相向延伸而愈合成为胚胎的外层(outer layer)，同时中板也在腹面相遇合，使中板成为双层细胞的里层(inner layer)。（内陷式）

48. 胚带、胚膜及胚层的形成：　A’-D’. 横切面；A”-D”. 纵切面；C‘-C”. 中板两侧相向延长, D’-D”. 羊膜形成和胚层发生； A’-A”. 胚带形成，B’-B”. 胚膜(浆膜)和中板形成

49. 里层还有另外两种形成方式：长复式(法)和内裂式(法)。里层还有另外两种形成方式：长复式(法)和内裂式(法)。 • 长复式胚层分化是在中胚层，内陷时侧板相向延伸，愈合后覆盖在中板之外。 • 内裂式胚层分化则是中板向里分裂出一群细胞而形成里层，原来的胚带为外层。 胚层分化方式： 长复式(A→B→D) 内裂式(A→C→D)

50. 外层就是以后的外胚层(ectoderm)； • 里层进一步分化为中带与侧带，前者成为内胚层(endoderm)，后者成为中胚层(mesoderm)。