2.1-2昆虫的生命周期生活史

1、2.1-2 昆虫的生命周期生活史 第一节 昆虫的生命周期 学习目标】 了解和掌握昆虫生命周期； 1、 2、不同 目标知识】 昆虫生命周期概念 昆虫种类的生命周期 生命周期 昆虫的新个体 (卵或幼虫或若虫或稚虫 )自 离开母体到件成熟产生后代为止的发育过程 叫生命周期 (life cycle)，通常称这样的一个过 程为一个世代 (generaTion) 昆虫的寿命 在正常情况下，昆虫的新个体从离开母体到 死亡所经历的时间叫这种昆虫的寿命 (life-sPan) 。显然，昆虫的寿命比完成一个生 命周期的时间会长一些， 两者差别的大小取决 于成虫进行生殖后所存活的时间 如蜉蝣变为 成虫之后仅存话几个

2、到几十个小时， 其生命周 期与寿命基本相同； 而有些甲虫的成虫性成熟 后能存活半年到 1 年，一种龙虱； Dytiscus sp的雄虫能活 854d，雌虫能活 740d，这样 的情况下，寿命远比完成一个生命周期所需的 时间长。 不同种类的昆虫寿命差别很大。昆虫中寿 命最短的可能是孤雌生殖的蚜虫，如桃蚜 Myzus persicae ( sulzer)每年可繁殖 2030 代，每只蚜虫 1d 可生 10 余只小蚜虫，每只蚜 虫的寿命仅 20 一 30 d。北美的十七年蝉 Magicicada septendecim(Lin nause)的若虫 在土中可以生活 1717.5 年。白蚁的蚊后寿 命更

3、长，一般认为其寿命为 20一 25年，也有 的说蚁后能话 50一 80年，但后者的可靠性有 持检验。 一般昆虫的寿命在 1 年左右。同种 昆虫的寿命一般雄虫长于雄虫， 大多数昆虫的 雄虫在交配后不久便死去， 而雌虫产卵后有些 种类还有护卵和护幼习性。 社会性昆虫的不同类型的个体寿命也不相 同。如蜜蜂的工蜂春、夏季出生者寿命为 45d 左右，秋季出生者寿命为半年左右； 而蜂后却 能活 58 年。 关于昆虫的寿命容易与成虫期的长短相误 解，如人们常说的 “蜉蝣朝生暮死” 是对蝉游 的成虫而言，不能说蜉蝣的寿命只有 1d，实 际上一些孵蜕的稚虫在水中要生活 2 3 年， 所以蜉蝣的寿命在昆虫中还算是

4、比较长的 第二节 昆虫的生活史 【学习目标】 了解和掌握昆虫生活史及其多样性； 【目标知识】 1、 昆虫生活史概念 2、昆虫休眠与滞育的区别 一生活史的概念 昆虫的生活史 (Me history) 是指一种昆虫在 一定阶段的发育史。生活史常以 1 年或一代为 时间范围，昆虫在 1 年中的生活史称年生活史 或生活年史，而昆虫完成一个小命周期的发育 史称代生活史或生活代史。 昆虫的生活史是昆虫生物学研究的最基本 的内容之一，为了清楚地描述昆虫在 1 年中的 生活史特征可采用各种图、 表、公式来表达或 用图表混合的形式来表达 （图 241），其中表 格法最为常用。 昆虫生活史表格主要有两种。 第 1

5、种是以 月份为列，以虫态为行， 将各代各虫态发生的 时间范围在表中标出。第 2 种是以月份为列， 以代和虫态为行，用不同的符号或字母表示不 同的虫态。并将各代各虫态发生的时间范围在 表中标出 （表 24 1），这种方法特别适合表达 多化性昆虫的生活史 二、昆虫生活史的多样性 ( 一 ) 昆虫的化性 昆虫，特别具有滞育性的昆虫夜 1 年内 发生固定代数或完成一代需要固定时间的特 性叫化性 (voltism) ， 1 年只发生一代的叫一化 性 (univoltine )， 1 年发生两代的叫二化性 (bivoltine) ， 1 年发生 3 代以上的称多化性 (Polyvoltinee 或 plu

6、rivoltine) ，而把两年以上 才完成一个生命周期者称为部化性 (Partvoltine) 。如大豆食心虫 Leguminivora glycinivorella 1 年发生一代， 为典型的一化性 昆虫；而很多蚜虫 1 年发生几代至几十代， 为 典型的多化性昆虫； 很多土栖性昆虫几年 有 的十几年 )才完成一代。 为典型的部化性昆虫。 不少昆虫的化性随地理位置的不问而异 如 粘虫 Pseudaletia separata “在中国东北北部 每年发生 2 代，在东北南部每年发生 3 代，华 北大部分地区每年三四代， 而在华南地区每年 多达 6 代。 ( 二) 世代重叠 二化性和多化性昆虫由

7、于发生期及产卵期 较长等因而使前后世代间明显重叠的现象叫 世代重叠 ( generation overlapping ) 。一化性 昆虫前后世代间重叠的观象较少， 但有些昆虫 由于越冬期、出蛰期的差异也会山现世代重叠 的现象。在多化性昆虫中， 世代完全不重叠或 只有极少一部分重叠的现象很少， 耍弄清各世 代助发生情况比较困难，如小菜娥 Plutella xylostella 在杭州 9 月份可有世代混合发生。 （ 三 ） 局部世代 同种昆虫在同一地区具有不同化性的现象 叫局部世代 （nPartialgeneratio） 。例如，榆叶 甲 Galerucella aenescens，在北京地区第

8、 1 代 成虫 6 月下旬羽化，其中绝大部分个体经过半 个月左右的取食后就开始越冬， 但有一小部分 则继续产卵，发生第 2 代。再如桃小食心虫 Carposina niponensis 第 1 代幼虫脱皮后大多 数在土面做“蛹化茧”继续发生第 2 代，但另 一部分幼虫则入土做“越冬茧”进入越冬状态。 四）世代交替 大部分多化性昆虫 1 年中各世代问相应虫 态、习性与生殖方法大致相同， 仅是在发生期 上略有差异而己。但有些多化性昆虫在 1 年中 的若干世代间生殖方式甚至生活习性等方面 存在看明显差异， 常以两性世代与孤雌生殖世 代交替，这种现象称世代交替 （alternation of gene

9、rations） 。昆虫以蚜虫、瘦蜂、瘿蚊的世 代交替现象最为常见，如重要棉花害虫棉蚜 Aphis gossypii 在我国大部分地区年生活史中 就有明显的世代交替现象 （图 242）。该蚜 般全年发生 2030 代，以秋末所产的受精卵 (图 24- 2A)在花椒、木槿、石榴等越冬寄主上 越冬，翌年春天越冬卵发育为无翅的干母 (fundatrix)( 图 24 2B)，干母在越冬寄主上以 孤雌胎生的方式产生干雌 (fundatrigenia)( 图 24 2C) ，干雌继续在越冬寄主上行孤雌胎生 两三代。春末或夏初棉苗出土时， 干雌产生孤 雌胎生的有翅蚜迁移到棉苗或瓜类等夏寄主 上，这些有 翅

10、职称为迁移蚜(migrant)( 图 24-2D)。迁移蚜在夏寄主上以孤雌胎生方式产 生无翅孤雌胎生的侨蚜 alienicola)( 图 24 2E，F)；侨蚜在夏寄主上连续孤雌胎生繁殖 多代，在蚜虫密度过大、 营养条件恶化时还可 产生有翅型侨蚜 (图 24 2G)在夏寄主间扩散。 夏末，侨蚜以孤雌胎生产生雌性的性母 (sexupara)(图 24 2H)，性母大多有翅并陆续 迁飞别越冬寄主上。 性母在越冬寄主亡再以孤 雌胎生方式产生性蚜 (sex ualcs)(图 24-2I，J)， 性蚜配后在越冬寄主上产越冬卵。 ( 五 ) 休眠和滞育 在昆虫生活史的某一阶段， 当遇到不良环境 条件时，生

11、命活动会出现停滞现象以安全皮过 不良环境阶段。这一现象常和盛夏的高温及隆 冬的低温相关，即所谓的越夏或夏眠 (aestivavation) 和越冬或冬眠 (hibernation) 。根 据引起和解除停滞的条件， 可将停滞现象分为 休眠和滞育两类 1休眠(dormancy) 是内不良环境条件直接 引起的，当不良环境条件消除后昆虫马上能恢 复生长发育的生命活动停滞现象。 有些昆虫需 要在一定的虫态或虫龄休眠， 如东亚飞蝗均在 卵期休眠；有些昆虫在任何虫态或虫龄都可以 休眠，如小地老虎在我国江淮流域以南以成 虫、幼虫或蛹均可休眠越冬。 由于不同虫态的 生理特点不同，在休眠期内的死亡率也就不 同。因

12、此，以何种虫态休眠在一定程度上会影 响后来昆虫种群的基数。 2滞育 (diaPause)是内环境条件引起的， 但 通常不是由不良环境条件直接引起的， 当不良 环境条件消除后昆虫也不能马上能恢复生长 发育的生命活动停消现象。 在自然界， 当不良 环境条件未到来之前， 昆虫常常已经进入了滞 育状态，而且一旦滞育， 即使给予最适宜的生 长发育条件，昆虫也不能马上恢复生长发育。 所以，滞育具有一定的遗传稳定性。 凡是具有 滞育特性的昆虫都有固定的滞育虫态， 亲缘关 系相近的昆虫可以有不同的滞育虫态， 通常同 一世代只有次滞育， 但也有在一个世代中出 现两次滞育的昆虫。 滞育有兼性滞育和专性滞 育两类。

13、 3. 兼性滞育 (facultative diapause) 不一定每 一世代都滞育 : 如玉米螟在各地每年发生的代 数不同，但多以末代老熟幼虫滞育越冬， 专性 滞育 (obligatory diapauses)又称绝对滞育，是 昆虫在每一代的固定虫态都发生滞育， 该类滞 育常常为一化性昆虫所具有； 如大地老虎、 大 豆食心虫为一化性昆虫， 无论外界环境条件如 何，到了各自的虫态都进入滞育。 引起滞育的外界生态因子主要是光周期、 湿度、湿度、食物等，内在因子为激素。 外界因子中以光周期最稳定，是引起昆虫 滞育的主要因子。光周期 (PhotoPeriod) 是 1d 中光照时数与黑暗时数变化的

14、节律， 通常以光 照时数来表示。引起昆虫种群中 50的个体 进入 滞育的光周期 叫临界光周期(criticaI photoPeriod) 。不同种或同种不同地理种群的 昆虫，其临界光周期不同 ;如亚洲玉米螟在南 京的临界光周期为 13h 30min，三化螟南京种 群和广州种群的临界光周期分别为 13h 45min 和 12h 。对光周期敏感的虫态叫临界光照虫 态该虫态常常为滞育虫态的前一虫态， 如以 卵滞育的家蚕的临界光照虫态是上一代成虫， 以老熟幼虫滞育的亚洲玉米螟的临界光照虫 态为第 3 至第 4 龄幼虫，以蛹滞育的棉铃虫的 临界光照虫态为第 1 至第 5 龄幼虫。 在自然界中，光周期的变

15、化通常与温度的变 化相适应。临界光周期随温度的升降而减增， 大体温度每升高 5，临界光周期将缩短 1 1.5 h；若温度下降，则临界光周期延长， 所以， 同一种昆虫的低纬度种群比高纬度种群滞育 偏晚，如我国北方种群一般比南方种群进入滞 育的时间早一些。 食物的变化同样也随光周期及温度的变化 而变化。秋季到来时，光周期缩短，温度下降， 寄主植物逐渐枯竭， 植食性昆虫食物的含水量 变小，昆虫滞盲的比例也逐渐变大。 如绵红铃 虫幼虫取食吐絮前 14d 棉铃（含水量 75左 右）仅 5的幼虫滞育，而取食吐絮前 2d 棉铃 （含水量 20左右 ）幼虫滞育率高达 62。 引起和解除滞育的所有外界因子必须通

16、过 内部激素的分泌来实现。 以卵滞育的昆虫是否 产滞育卵决定于成虫。 当成虫的感觉器官接受 了外界刺激 （如光周期的变化 ）传到脑，脑分泌 细胞产生促前胸腺激索通过围咽神经索传递 到咽下神经节，活化了其中的神经分泌细胞， 使产生卵滞育激素， 通过血液的传送而作用于 卵。如果将一化性家蚕成虫的围咽神经索切 断，可使该成虫产出非滞育卵。 如将脑及咽下 神经节的甲醇提取液注射入预期该产非滞育 卵的二化性家蚕成虫，该成虫却产下了滞育 卵。以幼虫或蛹滞育的昆虫， 则是由于脑分泌 细胞停止活动，不产生活化前胸腺的促前胸腺 激素，位的胸腺的分泌活动受到抑制而不分泌 脱皮激素，幼虫 （或蛹 ）便处于滞育状态。

17、如果 在滞育中的幼虫或蛹经过冷冻刺激， 活化了脑 分泌细胞，将这样的脑移植到正处于滞育状态 的幼虫或蛹，就可以结束滞育，进行变态脱皮。 以成虫期滞育的昆虫， 主要是成虫缺少咽侧 体分泌的保幼激素。 在正常发育的昆虫中， 保 幼激素在末龄幼虫和蛹期是很少分泌的， 而到 了成虫期， 则又恢复分泌保幼激素， 起着促进 性器官成熟和卵的发生的作用。 进入滞育的昆虫要经过一定时间的滞育代 谢才能解除滞育。 温度、湿度和光照是解除滞 育的重要因子。如多数冬季滞育的昆虫若经过 一定时间的低温（ 0一 10 之间 ）处理能解 除滞育，亚洲玉米螟、 三化螟等的滞育幼虫需 要补充一定的水分才能解除滞育而化蛹， 一些 蟋蟀和脉翅目昆虫当春天光照时效超过临界 光周期时才能解除滞育。 公元 6 世纪，我国浙 江省温州的蚕农就已能通过控温等措施维持 或打破蚕卵的滞育，调节一年中蚕的代数。 休眠与滞育相比对不良环境的抵抗能力较 弱，如东亚飞蝗秋天虽然以卵休眠越冬， 但如 果哪年秋天特别温暖， “越冬卵”则可继续孵 化，而所孵化出来的若虫往往来