昆虫的生物学

制作人、主讲人：李照会,第三章昆虫生物学特性,第三章昆虫生物学特性,昆虫生物学是研究昆虫生命特征的科学，包括生殖方式、胚胎发育、变态，及胚后各生长发育阶段的生命特征和行为习性等。通过学习昆虫生物学，了解昆虫的行为习性及在发育过程中的薄弱环节，对采取有效措施，抓住有利时机，积极进行防治，或保护利用天敌开展生物防治等工作，均具有重要的实践意义。,第一节昆虫的生殖方式昆虫在长期的演化过程中，由于对环境的适应和种类的变异，形成了多种生殖方式。主要有以下几种。一、两性生殖（多数昆虫种类，见视频1）二、孤雌生殖（如孤雌胎生蚜、麦圆红蜘蛛和某些粉虱、蚧虫、蓟马等种类）三、卵生与卵胎生（如孤雌胎生蚜）四、多胚生殖（如多胚跳小蜂等）五、幼体生殖（如某些瘿蚊种）,图3-1麦长管蚜的孤雌卵胎生,图3-2银纹夜蛾幼虫被斑足多胚跳小蜂寄生,最多者1头幼虫中羽化出达2201头成蜂,第二节昆虫的发育与变态一、昆虫个体发育的阶段（一）卵期是指卵被产出发育至孵化为幼虫的历期。,1、卵的结构卵壳卵黄膜卵黄卵核卵孔或受精孔其中，卵黄分布于原生质的网络空隙间，在紧贴卵黄膜下面的原生质中无卵黄，这部分原生质称为周质。,图3-3卵的构造,2、卵的类型和产卵方式1.袋形（三点盲蝽）2.半球形（小地老虎）3.香蕉形（蝗虫）4.长椭圆形（瓜蚜）5有柄形（草蛉产卵视频2）6顶针状（天幕毛虫卵块）7桶形（茶翅蝽）8.椭圆形（蝼蛄）9端帽瓶形（玉米米象）10.有柄珍珠形（一种小蜂）11.孢菇形（蜉蝣）12.鱼篓形（鼎点金刚钻）13.菱形（螳螂卵囊）14.鱼鳞状（玉米螟卵块）15.双辫形（豌豆象）16.炮弹状（菜粉蝶）17.球形（旋花天蛾）18.肾形（葱蓟马）,图3-4卵的类型,3、胚胎发育胚胎发育(embryonicdevelopment)是指由受精卵开始卵裂到发育为幼虫为止的过程。卵生昆虫的胚胎发育可分为卵裂、胚盘形成、胚带形成、胚膜形成、胚层形成、胚体分节、附肢形成等阶段，在发育过程中，有些发育阶段是同时进行的（具体过程简略）。可将昆虫胚胎的外形发育分为3个连续的阶段（图3-5），即：原足期(protopod)多足期(polypod)寡足期(ologopod),昆虫的胚后发育(postembryonicdevelopment)是幼虫孵化后到成虫性成熟为止的整个发育过程，包括蜕皮、变态、滞育等一系列的生长发育过程。4、孵化昆虫完成胚胎发育后破卵壳而出的现象，称为孵化(hatching)。,图3-6孵化,（二）幼虫期幼虫是昆虫个体发育的第2个虫态。幼虫从卵内孵化出来，发育到蛹(全变态)或成虫之前的整个发育阶段称为幼虫期(larvalstage)。1、生长和脱皮取食和发育取大量营养进行生长发育，因此，幼虫期是主要危害期，一般是害虫防治的重要时期；也是天敌昆虫取食的主要时期。脱皮(moulting)脱下来的皮叫蜕(exuvia)。龄期(instar)两次脱皮之间的历期称为龄期。随着幼虫的生长，虫龄的增加，食量也大大增加，危害加剧，并且抗药性也增强，因此掌握幼虫的龄期，抓住防治的关键时期，具有重要意义。,2、幼虫的类型根据其胚胎发育程度和在胚后发育过程中的适应，可分为四种类型（图3-7）：原足型多足型蠋型伪蠋型寡足型蛃型幼虫蛴螬型幼虫蠕虫型幼虫无足型有头无足型无头无足型,图3-7幼虫的类型1.原足型2.寡足型3.多足型4.无足型,图3-8豆天蛾幼虫（多足型：蠋型）,图3-9麦叶蜂成虫、幼虫（伪蠋型）,图3-10三种叩头甲成虫和幼虫（寡足型）,图3-11金龟甲幼虫蛴螬型,图3-12菜豆象幼虫（象甲型）,图3-13黑带食蚜蝇幼虫（无头无足型）,（三）蛹期1、化蛹蛹(pupa)是全变态昆虫从幼虫发育到成虫，必须经历的一个静止虫态。幼虫老熟后，停止取食，开始寻找适当的场所，脱皮变为蛹的现象称为化蛹。前蛹期(prepupastage)，又称预蛹期。从化蛹到变为成虫所经历的时期称为蛹期(pupastage)。蛹期是昆虫生命活动中1个薄弱环节，易受敌害的侵袭和气候的影响，所以掌握蛹的生物学特性，破坏其生态条件，如翻耕晒土、人工捕杀等，是消灭害虫的1个有效途径。,由于昆虫的种类不同，蛹的形态也有所不同，根据蛹的翅、触角、足等附肢是否紧贴于虫体上，能否活动及其它外形特征，可将蛹分为离蛹(cearatepupa)、被蛹(obtectpupa)和围蛹(coarctatepupa)3种类型（图3-14蛹的类型）：,图3-15苹毛丽金龟四个发育时期，蛹为裸蛹,图3-16大螟蛹（被蛹）,图3-16葱蝇（或称葱地种蝇、蒜蛆）蛹,（四）成虫期1、羽化全变态类蛹或不完全变态类若虫经过最后一次脱皮，变为成虫的过程称为羽化(emergence)。成虫是昆虫个体发育的最后一个阶段，到了成虫期其雌雄性别明显分化，性细胞逐渐成熟，具有生殖力，所以成虫的一切生命活动都是以生殖为中心。由于成虫的性状稳定，其特征成为系统发生和分类鉴定的依据。2、性成熟有些昆虫幼期已摄取了足够的营养，成虫期不再取食，但也有的则需要补充营养(supplementarynutrition)（是指对成虫性成熟不可缺少的取食）。3、交配与产卵（生殖力）4、雌雄二型(sexualdimorphism，见下页图3-17）5、多型现象（见下页图3-18）,图3-18几种昆虫的雌雄二型现象1、2.斑股锹3、4.苏铁象甲5、6.吹绵蚧,图3-19棉蚜的多型现象（仿西北农学院农业昆虫学教学组）1.有翅胎生雌蚜2.小型无翅胎生雌蚜3.大型无翅胎生雌蚜4.干母5.有翅若蚜,图3-20白蚁的多型现象,二、变态昆虫在胚后发育过程中，幼期状态转变为成虫状态的现象，称为变态(metamorphosis)（视频3）。由于繁多的昆虫对生活环境的适应性和进化程度不同，形成了不同的变态类型，现主要介绍如下几种：（一）增节变态（原尾目的原尾虫）（二）表变态（弹尾目、双尾目、缨尾目）（三）原变态（有亚成虫期，为蜉蝣目所具有）（四）不全变态（卵期、幼期和成虫期）1、渐变态卵期、若虫期和成虫期;（视频4图3-21）2、半变态卵期、稚虫期和成虫期（视频5）;3、过渐变态（五）全变态卵期、幼虫期、蛹期和成虫期;（视频6图3-22）与复变态（视频7）,图3-21叶蝉的不全变态的渐变态,图3-22茶翅蝽（不全变态的渐变态）,图3-23天牛的全变态,图3-24暗黑鳃金龟（全变态）,卵egg,成虫dult,幼虫larva,图3-25蝴蝶的完全变态,蛹pupa,第三节昆虫的世代与年生活史昆虫的世代和年生活史是研究昆虫个体发育的连续性和季节性停滞的规律。一、世代和年生活史1、世代昆虫由新生命（卵或幼虫）离开母体开始发育到成虫性成熟能产生后代为止的个体发育史，称为一个世代(generation)，简称1代或“一化”。2、年生活史昆虫的年生活史(lifehistory)是指一种昆虫在一年内的发育史，即由当年的越冬虫态开始活动，到第2年越冬结束为止的发育过程。昆虫种类不同，环境条件不同，1年内完成的世代数也存在差异：如每年发生1、2、3、4、540代不等；但也有2年或多年发生1代者。年生活可用图表示：,图3-26山东省粟灰螟年生活史图,注：表中为卵；为幼虫；为蛹；+为成虫,二、世代重叠前1世代与以后1或多个世代相同虫态发生重叠现象，称为世代重叠(generationoverlapping)。三、局部世代某些昆虫种类当绝大多数个体以同一世代的某一虫态（如幼虫、蛹、成虫或卵）越冬时，而有一小部分则继续发育产卵，发生下一代，即所谓的局部世代(partialgeneration)。四、研究昆虫年生活史、世代等生物学现象的意义,第四节昆虫的休眠与滞育昆虫在一年的发生过程中，在严冬或盛夏季节时，往往有阶段性的停滞生长发育现象，即所谓的越冬或越夏。这是昆虫安全渡过不良环境，长期演化所形成的有利于其种群延续的一种高度适应。从引起和消除这种现象的条件和本质来看，一类是生物学上的，另一类是生理性的，我们将这两类停育现象分别称为休眠和滞育。,一、休眠(dormance)昆虫在个体发育过程中，由不良环境条件直接引起的生长发育停滞现象，当不良环境消除时，即可恢复生长发育。二、滞育(diapause)昆虫在自然情况下的系统发育过程中，当不利的环境条件来临之前，便停滞发育。一旦停育，即使给予最适宜的环境条件，也不会发育，必须经过特定的生态因素刺激和一段较长时间的滞育代谢，才能恢复生长发育。滞育是对不良环境的一种适应，具有遗传稳定性。昆虫滞育一般有固定的滞育虫态。专性滞育(obligatorydiapause)又叫绝对滞育。兼性滞育(facultativediapause)部分多化性昆虫具有的特性。,第五节行为与习性,昆虫的行为和习性是昆虫生物学的重要组成部分，是防治害虫，制定控制策略的重要依据。一、昼夜节律昼夜节律(circadianrhythm)是指昆虫的活动与自然界中昼夜规律相吻合的节律。1、日出性昆虫(diurnalinsects)2、夜出性昆虫(nocturnalinsects)3、弱光性昆虫(crepusularinsects)4、生物钟(biologicalclock)二、食性昆虫的食性(phagous)就是昆虫在长期演化过程中对食物所形成的选择性。不同昆虫食性不同，同种昆虫的不同虫期也不完全相同，甚至差异很大。,（一）按昆虫的食物性质，可将昆虫分为4类：1、植食性昆虫2、肉食性昆虫3、腐食性昆虫4、杂食性昆虫（二）根据昆虫取食的范围还可将昆虫分为3类：1、单食性昆虫2、寡食性昆虫3、多食性昆虫三、趋性趋性(taxis)是昆虫对外界刺激（如光、温度、湿度、某种化学物质等）所产生的趋向或背向的活动。趋向活动称为正趋性，背向活动称为负趋性。主要有：,1、趋光性2、趋化性3、趋湿性四、假死性假死性(feigndeath)是昆虫受到异常刺激或突然震动，虫体表现一种反射性的抑制状态而立即卷缩不动，或从停留的地方或飞行的空中跌落下来。五、群集和迁移群集性(aggregation)是同种昆虫的个体大量聚集在一起生活的习性。根据群集方式的不同可分为临时性群集和永久性群集。永久性群集是昆虫在整个生育期都聚集在一起，外力很难将其分散。如当飞蝗蝗蝻较密集时，就会聚集成群，集体行动迁移。发育至成虫后仍不分散，成群迁飞（视频）。如当小蠹甲发现食物后可以发出聚集激素，吸引同类个体群聚危害。,大多数昆虫在环境条件不适或食物不足时，也会发生近距离的扩散或迁移。如黏虫、斜纹夜蛾、旋花天蛾等幼虫，以及蚜虫、飞虱和叶螨等，其中，具有季节性从一个发生地作远距离转移到另一个发生地危害的习性，称为迁飞（migration）。这是它们长期适应生活环境进化形成的一种本能，转移寻找适合的空间，利于生存和繁衍后代，也是害虫突然暴发，短时间内造成危害的重要原因。了解群集性规律，可为集中杀灭害虫提供科学依据。,六、拟态与保护色,图3-27竹节虫,图3-28琵琶虫、蛾类的一种拟态,图3-29芳香木蠹蛾成虫的一种拟态,图3-30李枯叶蛾成虫的