《普通昆虫学》第四篇_昆虫分类学.ppt

普通昆虫学第四篇,昆虫分类学,InsectTaxonomy,目录,第一章分类学原理与方法第二章昆虫分类体系第三章昆虫纲的分目第四章昆虫纲重要目简介,第一节昆虫分类学概述,昆虫学和动物分类学的分支学科，研究昆虫类别、异同及其在历史进化中的渊源关系，建立反映自然系谱的分类系统，为害虫防治和益虫利用提供科学依据。传统的和最基础的学科，人类认识客观世界最基本的方法：智人将可食用的野生植物驯化改良成栽培植物；现代人的日常生活更离不开“分类”。要正确识别种类繁多的昆虫，就必须根据其形态特征、地理分布、生物学特性、生态要求等加以抽象归纳，按照亲缘关系进行系统分类。,1.1分类的意义,第一章昆虫分类学原理与方法,第四篇昆虫分类学,鉴定（identification）借助已有的生物（昆虫）标本和辨别物种的知识和资料，研究区分和确定生物界中的各个物种，并予以命名和加以描述。即鉴别和确定具体的物种。鉴定侧重于自上而下（由较高级阶元到较低级阶元：界门纲目科属种）逐级地解决个别问题。是一般分类工作者通常所做的工作。鉴定是分类研究中最基本的任务和最简单的工作，因此通常又称为“小分类”或“分类”。,第一节昆虫分类学概述,1.2分类的含义与分类学的任务,第一节昆虫分类学概述,根据已鉴别和命名的物种（即已知物种）之间的异同，通过综合分析和归纳，确定所属分类阶元的层次，排列成序，列出较高级阶元，即建立起完整的分类系统。“分类”侧重于自下而上（由低级阶元到高级阶元：种属科目纲）逐级、系统地解决一系列问题。“分类”是分类学研究的重要任务之一，但并非一般分类学工作者所能，通常又称为“分类”,1.2分类的含义与分类学的任务,鉴定（identification）,分类（classification）,通过比较形态学、比较生物学、比较解剖学、比较生理学等个体发育和考古学等方面研究，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，追根寻源，研究生物的进化。系统发育血缘（亲缘）关系进化系统发育又叫“分类”。,1.2分类的含义与分类学的任务,第一节昆虫分类学概述,鉴定（identification）,系统发育（phylogeny）,分类（classification）,1.2分类的含义与分类学的任务,第一节昆虫分类学概述,通常是指对分类理论的研究，主要包括基础、原理、方法、法则等。综上所述，从事昆虫分类学研究，必须具备以下基本条件：生物标本和资料、厚实的分类学知识、较扎实的外语功底（尤其是从事高级分类研究）。,鉴定（identification）分类（classification）系统发育（phylogeny）,分类方法学（分类学，taxonomy）,第二节分类阶元,昆虫种类繁多，必须通过科学的分类系统才能正确的识别、分类和利用。把进化程度不同的生物类群归于一定的序列级别或水平（界、门、纲、目、科、属、种），这些排列等级就是分类阶元，合在一起叫分类体系（系统）。处在一定分类阶元上的具体的生物类群即为分类单元。,第一章昆虫分类学原理与方法,分类阶元分类单元界kingdom动物界Animalia门phylum节肢动物门Arthropoda纲class昆虫纲Insecta目order膜翅目Hymenoptera科family蜜蜂科Apidae属genus蜜蜂属Apis种species意大利蜜蜂ApismelliferaL.,意大利蜜蜂,2.1分类阶元和分类单元,第二节分类阶元,2.1分类阶元和分类单元,在实践中，为了更确切地表达反映生物的进化级别和程度，通常需要在上述7个基本阶元之间设立亚级，如在目下设亚目、在科下设亚科、在科与属间设族、在种下设亚种等。这些亚级的设立在不同类群中，常有不同习惯，一般不得随意改动。按照分类单元的亲缘关系建立起的分类系统，是生物的重要信息存贮系统。分类学多是根据外部形态对生物进行分类，有了这种分类系统，人们就可根据已有的研究结果推断其他未知的生物类群的特性，因为一旦根据形态特征把某一昆虫归于某一具体的分类单元，就可根据该分类单元内其他已研究的成员的特性推断其习性、内部构造和生理特征等，例如，如果鉴定出某种昆虫属于蚜虫类，我们就会知道它的危害方式是刺吸汁液，消化道形成贮菌器，分泌蜜露，并有可能传播植物病毒病。,物种（species）是分类的基本阶元，是生物客观存在的实体。物种的定义是分类学的核心问题之一，在分类学史上，分类学家们曾给物种下过多种定义，且争议很大。物种既是1个分类学观念，又是个生物学概念。目前人们普遍接受的物种的概念是：物种是自然界能够自由交配、产生可育后代，具一定形态、生理和生态特征，占有一定生态空间，并与其他种群存在着生殖隔离的群体。近缘种（姊妹种）：物种间的亲缘关系非常接近，习性相似，通常出现在同一动物地理区。近似种：物种间的亲缘关系并不接近，但外部形态十分相似，通常出现在不同的动物地理区。,第二节分类阶元,2.2物种的概念,物种是由多个种群（population）组成的，种群间可能因遗传变异有所不同。为了描述这些差异，就需要对物种进行种下分类。种下分类曾使用过许多不同的阶元，如亚种、变种、小种、生态型、地理宗等。亚种（subspecies）由1或多个种群组成，种内群体间具有一定的间断性（形态、生理、遗传特征），代表物种分化的一定阶段。亚种之间通常具有地理隔离，而不存在生殖隔离或生殖隔离不完善，因而又称地理亚种。亚种是当前国际动物命名法规中唯一要求命名的种下阶元。如东亚飞蝗Locustamigratoriamanilensis（Meyen）。亚种即未成熟的种。有人曾提出过亚种的“75法则”。,第二节分类阶元,2.3种下阶元,变种（variety）在早期的昆虫分类学实践中经常应用，多用以描述那些与模式标本不符合的个体，1961年以来在昆虫分类学上已不再使用。目前该名词较多地应用于作物育种领域，但含义有所不同。生态型（ecotype）是指同一基因型在不同生态条件下产生的不同表现型。其形态有明显差异，但其后代可随环境条件的改变而发生可逆性变化。如东亚飞蝗的群居型和散居型、蚜虫的有翅型和无翅型、稻飞虱的长翅型和短翅型、龟纹瓢虫的各种色斑型等生物学上的多型现象，均是由不同的生态条件引起的。,第二节分类阶元,2.3种下阶元,种上阶元（界、门、纲、目、科、属）又合称为高级阶元。如集合亲缘关系相近的种归纳为属、相近的属归纳为科、相近的科归为目等。在对一些较大类群进行分类时，应用上述基本阶元常感到不足，这时就需在基本阶元之间增设亚级（sub）或总级（super）等。种上分类阶元代表的类群在系统进化树上的间断性比种间的间断性更强，而且级别越高这种间断性也越大。与种及种下阶元所不同的是，种上阶元是人为抽象归纳出来的，因此它既是客观存在的，又是客观不存在的。,第二节分类阶元,2.4种上阶元,属（genus）包括1个种或由共同祖先进化而来的1群种，它与其它相似的单元（近缘属）之间存在着明确的间断；每个属均有1个指定的“模式种”。科（family）科位于属之上，包括1个或若干个由共同祖先进化而来的属。科具有显而易见的特征，科与科之间具有稳定、明确的形态差异。每个科都设有1个“模式属”。目、纲、门含义与科、属相似，但不需要模式来固定，只是特征更加稳定、更易于鉴别，代表着生物更早的起源和分支。,第二节分类阶元,2.4种上阶元,第三节分类特征,形态学特征是分类学中最重要的依据。除普遍应用虫体大小、骨片、毛、刺、距、翅脉、色泽、斑纹等一般外部形态外，还应用到一些特殊构造（外生殖器、腺体）、内部形态（消化道、神经系统、马氏管、卵巢管构造等解剖学特征）、胚胎学特征及细微结构（细胞学、染色体和精子形态特征等）。,第一章昆虫分类学原理与方法,分类学实践是根据分类特征“类上归类”和“类下分类”。特征是昆虫身体上可能具有的任何性状。分类中可选择的特征主要有形态学特征、生物学和生态学特征、地理学特征、生理学和生物化学特征、分子生物学特征等。,3.1形态学特征,在上述五大特征中，主要应用形态学特征，尤其是一般外部形态和生殖器构造。,第三节分类特征,3.2生物学与生态学特征,包括生境、寄主、食物、季节变异、寄主反应、多种行为学特征等。,3.3生理学与生物化学特征,包括血清、蛋白质和其它生化差异，以及代谢因子和基因性不育等。,3.4地理学特征,主要包括一般的生物地理分布格局、种群的同域异域关系等。,3.5分子生物学特征,同工酶、蛋白质的氨基酸序列和核酸序列等。,第四节动物命名法,第一章昆虫分类学原理与方法,同一种生物在不同国家和民族，由于语言文化和历史不同，常有不同名称，即使同一国家不同地区，也有不同。这些名称都叫俗名（commonname）。一种生物可能有许多俗名，一个俗名也可能用于多种生物，因而造成了很多误会，也不便于国际间的学术交流。因此，相应的国际命名委员会和命名法规应运而生，在国际上用法律的形式规定了统一的命名方法，使生物的名称取得了国际上的普遍性和稳定性。生物命名法规包括植物命名法规和动物命名法规，两者相互独立，内容有所不同。生物命名法规是在林奈自然系统（第10版）中对生物命名原则基础上制定的。目前昆虫学使用的动物命名法是1999年修订的国际动物命名法规（第4版）。,第四节动物命名法,学名（scientificname）是相对于俗名而言的。广义的学名包括拉丁学名、英文学名、中文学名等。拉丁学名是国际上通用的学名，其他学名可在相应国家特别是非学术性交流时通用。拉丁学名：根据国际动物命名法规的规定，动物的科学名称只能使用一种语言，即由拉丁语或拉丁化的单词构成。这些单词可以表示动物或类群的某个特征（如螳螂目的学名为Mantodea，意为“教徒”、“祈祷者”），也可以是拉丁化的寄主名、人名、地名等。,4.1学名的构成,双名法（binominalmonenclature）用于种级单元的命名。昆虫的种名（种的学名）由两个拉丁词构成，即属名种本名，第1个词是属名，第2个词为种名，故谓“双名”法。分类学著作中，学名后面还常常加上定名人的姓（但不属于学名的组成部分）。种级学名印刷时须排斜体，以示与其它文字的区别，定名人须用正体；属名和定名人的第一个字母须大写。定名人的缩写不得随意。分类学的始祖林奈（Linnaeus）可缩写为“L.”,其他学者即使再著名也不得少于两个音节。如：菜粉蝶PierisrapaeL.棉蚜AphisgossypiiGlover玉米螟Ostriniafumcalis(Guenee),第四节动物命名法,4.1学名的构成,三名法（trinominalmonenclature）只使用于亚种的命名。一个亚种的学名由3个拉丁词组成，即属名种本名亚种本名，即在双名法的种名之后再加上1个亚种名，故谓“三名”法。并不是所有的生物物种都有亚种，只有少数特殊的类群在种内分化出了亚种，对这些物种就有一个种下分类的问题。例如：东亚飞蝗（亚种）为飞蝗（种）中的东亚亚种，其拉丁学名为Locustamigratoriamanilensis（Meyen）；再如，菜粉蝶（种名）欧洲亚种的学名为PierisrapaerapaeL.，而东方亚种的学名则为P.rapaecrucivoraBoisduval。,第四节动物命名法,4.1学名的构成,单名法（uninominnalmonenclature）仅用于种级以上分类单元的命名，其学名由1个拉丁词组成，第1个字母均必须大写，排版时属名用斜体，属级以上的阶元均用正体。有些分类阶元的学名有固定词尾，如总科为-oidea、科为-idae、亚科为-inae、族为-ini。种上单元的学名是在模式属的词干后加上相应的拉丁词尾构成的。如夜蛾属的学名是Noctua，夜蛾族的学名就是Noctuini，夜蛾亚科的学名是Noctuinae，夜蛾科的学名是Noctuidae，夜蛾总科是Noctuoidea。目以上各阶元无规定标准的字尾。,4.1学名的构成,第四节动物命名法,新种和新纪录新种是指科学上在世界范围内第一次发现的物种。明确是新种后，要加以描述并绘制特征图，给予恰当的科学名称，尽快发表。发表新种时，要指出模式标本的存放地点。发表新种（有时还有属）时，要明确其隶属关系（属于哪一纲、目和科等），同时要在新名称后紧跟一个相应的缩写说明，新种用“sp.n.”或“sp.nov.”，新属用“gen.n.”或“gen.nov.”。新纪录是指在世界上已经发表但在某一国家或地区第一次发现的物种。,第四节动物命名法,4.1学名的构成,在分类实践中，经常发生1个物种被人分别多次作为新种记载发表或1个学名被用于两个以上物种的情况，因此造成了异名和同名，这时就要应用优先律加以规范。优先律（priority）是动物命名法规的核心，即一个分类单元的有效名称是最早给予它的可用名称。时间可追朔到1758年1月1日（林奈自然系统第10版1758年出版）。异名：一种生物只能有一个学名。科学上采用最早给予的学名，一个学名一经正式发表，不得随意更改。在第一个有效学名之后给定的其他学名均为异名。同名：一个学名只能用于一种生物，只有最早使用某学名的生物拥有该学名，其后使用同一学名的生物应另取新名。,第四节动物命名法,4.2优先律,每个分类单元都有明确的特征和标准，但仅靠文字或图片记载不能全面表达其特征，还必须建立实际的或潜在的载名模式。科、亚科、总科的载名模式为模式属；属、亚属的载名模式为模式种；目和纲无模式。种、亚种的载名模式是具体模式标本（typespecimen）。描述新种时，必须指定1或多个标本作为模式标本。模式标本是学名成立和新种存在的客观载体，应妥善保管。正模（holotype）记载新种时指定的单一模式标本。副模（paratype）根据多个标本记载新种时，除指定其中的1个作为正模外，其余的标本均为副模。配模（allotype）在副模中选出的1个与正模相对应的异性标本。综模（syntype）根据一系列标本记载新种而又未指定正模时的全部标本。,第四节动物命名法,4.3模式标本,第五节分类检索表,检索表（identificationkey）是生物分类的重要工具，广泛应用于各级分类阶元的鉴定。检索表的编制是用对比分析和抽象归纳的方法，选取不同阶元重要、突出、明显、稳定的特征，制作成简短的条文，按一定的格式排列而成。常见检索表的形式有双项式、单项式、包孕式等，其中应用较为普遍的是双项式和单项式。制作检索表的基本原则：将标本不断的“一分为二”、尽量选取绝对特征、两组间的数量特征不能重叠、不能使用含糊词句。,第一章昆虫分类学原理与方法,检索表的概念,检索表的制作,根据下列所给出的昆虫类群及特征，分别制作双项式、单项式和包孕式检索表：螳螂目口器咀嚼式，前翅复翅，前足捕捉足。鞘翅目口器咀嚼式，前翅鞘质。鳞翅目口器虹吸式，前后翅均膜质。半翅目口器刺吸式，前翅半鞘质，多具臭腺。同翅目口器刺吸式，前翅质地相同，多具蜡腺。双翅目口器刺吸式或舐吸式，后翅为棒翅。膜翅目口器咀嚼式，前后翅均膜质。,第五节分类检索表,试试看!,将上述7目昆虫制作成双项式检索表：,1.口器咀嚼式.2口器吸收式.42.前、后翅均为膜质.膜翅目前翅加厚，后翅膜质.33.前翅鞘质，翅脉不可见；前足非捕捉足.鞘翅目前翅半透明（复翅），翅脉隐约可见；前足捕捉足.螳螂目4.前翅膜质，正常发达，后翅退化为平衡棒.双翅目前、后翅均正常发达（后翅无退化现象）55.前、后翅均鳞质，口器虹吸式.鳞翅目翅面上无鳞质覆盖物，口器刺吸式66.前翅为半翅（基半部革质，端半部膜质），多具臭腺.半翅目前翅质地相同，多为膜质，部分种类具蜡腺.同翅目,第五节分类检索表,检索表的制作,1（6）口器咀嚼式2（3）前、后翅均为膜质膜翅目3（2）前翅加厚，后翅膜质4（5）前翅鞘质，翅脉不可见；前足非捕捉足鞘翅目5（4）前翅为复翅，翅脉隐约可见；前足捕捉足螳螂目6（1）口器吸收式7（8）前翅膜质，正常发达，后翅退化为平衡棒双翅目8（7）前、后翅均正常发达（后翅无退化现象）9（10）前、后翅均鳞质，口器虹吸式.鳞翅目10（9）翅面上无鳞质覆盖物，口器刺吸式11（12）前翅基半部革质，端半部膜质；多具臭腺.半翅目12（11）前翅质地相同，多为膜质，部分种类具蜡腺同翅目,第五节分类检索表,检索表的制作,将上述7目昆虫制作成单向式检索表：,A.口器咀嚼式B.前、后翅均为膜质膜翅目BB.前翅加厚，后翅膜质C.前翅鞘质；前足非捕捉足鞘翅目CC.前翅半透明，翅脉隐约可见；前足捕捉足.螳螂目AA.口器吸收式B.前翅膜质，正常发达，后翅退化为平衡棒.双翅目BB.前、后翅均正常发达（后翅无退化现象）C.前、后翅均鳞质，口器虹吸式.鳞翅目CC.翅面上无鳞质覆盖物，口器刺吸式D.前翅为半翅，多具臭腺.半翅目DD.前翅质地相同，多为膜质，部分种类具蜡腺同翅目,第五节分类检索表,检索表的制作,将上述7目昆虫著作成包孕式检索表：,检索表的使用,第五节分类检索表,？,注意检索表的格式，检索表所含的类群数与条数是什么关系？,1.无论使用哪种检索表，都必须从第一条开始差起，绝对不得从中间插入。2.双向式检索表，所检索标本的特征必符合两项其中之一。3.符合某项时，根据该项所引出的条数继续向下检索，直至检索到其名称为止。,第六节昆虫系统学的主要学派,昆虫分类学（亦即昆虫系统学）的一个重要内容是研究昆虫类群之间的系统发育关系和进化关系，但系统发育关系的确定常常非常困难，尤其是昆虫的种类繁多，其共同祖先又早已灭绝，而且化石记录又甚少，所以昆虫之间的亲缘关系主要通过一定的方法来推断。由于人们研究昆虫系统学的观点、理论和方法有所不同，对同一类群的系统发育关系的看法和解释也就不同。因此，在昆虫系统学的理论上就产生了不同的学派。其中影响最大的有表征分类学派、支序系统学派和进化系统学派等。,第一章昆虫分类学原理与方法,第六节昆虫系统学的主要学派,表征分类学也叫数值分类学，是由R.R.Sokal和P.H.A.Sneath于1963年创立的新的分类方法。表征分类学的最大优点是将现代计算机技术应用于生物分类。其特点