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昆虫的形态 蓝色动物学(中国动物学科普)
 

 

   
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昆虫纲Insecta是我们最熟悉的动物门类之一,在日常生活中几乎随时随地都能看到它们,例如蜜蜂、蚂蚁、苍蝇、蚊子、蝴蝶、蝗虫、蠊等都是常见的昆虫纲动物。昆虫纲主要是陆地生活的小形动物,从赤道到两极,从高山到谷地,从干旱的沙漠到湖泊江河,从80℃的火山温泉到零下20℃的北极苔原,从动、植物的体外到体内,几乎无处没有它们的存在,只有辽阔的海洋是地球上唯一未被昆虫侵入的领域。昆虫最主要的特征是身体区分成头(head)、胸(thorax)及腹(abdomen)三部分:头部具有一对触角,一对复眼及三对附肢构成的口器,是其感觉与取食的中心;胸部三节,具三对足,通常中、后胸各有一对翅(wing),是其运动的中心;腹部一般具11节,没有足,但在8~10节常有附肢特化形成的交尾或产卵的结构,是其代谢及繁殖的中心。

 
 
 
昆虫纲也是动物界种类最多的一类,目前已经记载的昆虫超过80万种,占整个动物种类总数的3/4~4/5,其中仅鞘翅目就有33万多种,超过昆虫纲以外所有动物种类的总和。此外,每年还不断有许多新种被发现。昆虫种内个体数量也往往是惊人的,一群蜜蜂的个体数可达3~5万头,一窝非洲蚂蚁可以多到24万头。非洲的沙漠蝗迁飞时其种群的个体数可达几亿到十几亿头,真是铺天盖地,所过之处寸草不留。在自然竞争中昆虫的适应能力达到了登峰造极的程度,是任何其他动物都无法比拟的。
 
昆虫在地球上所以取得如此巨大的成功,是与以下几个因素相关的:第一,昆虫的外骨骼都具有蜡质层,包裹整个身体,它可以防止体内水分的蒸发,使其能适应陆地生活。特别是对于昆虫这种小形动物尤为重要,外骨骼也对昆虫提供了很好的保护,它防止外界的损伤及异物的侵入。昆虫的外骨骼有许多内陷,形成所谓的“内骨骼”,为肌肉的附着提供了支点。第二,昆虫具有两对(或一对)能飞翔的翅,增加了它生存及扩散的机会,通过飞翔可以在更大的范围内寻找食物及栖息场所,能更有效地逃避敌害。昆虫的翅使其成为无脊椎动物中侵入空中的仅有的一类。第三,很小的体型。昆虫纲与其他大多数动物(包括节肢动物)相比属于小型动物,最大的个体不超过30cm,一种巨型竹节虫(Pharnacia serratipes)可长达26cm,一些大型鳞翅目展翅后超过20cm。小型的身体对极少量的食物即可满足其生长发育的需要,也有利于隐藏、躲避侵害、被携带并进行传播扩散。第四,强大的繁殖能力与较短的生活周期。昆虫纲具有多种生殖方式,包括有性生殖、孤雌生殖、多胚生殖及幼体生殖等,且繁殖力较高,一头昆虫产卵数百粒是很普遍的,上千粒也不罕见,群居性昆虫甚至每天产卵上千粒,持续数年不衰。昆虫的生活周期很短,一些种在条件有利时每年繁殖数代到数十代,环境不利时,可以休眠或滞育,这些特性都有利于它的繁盛。第五,发育中经过变态。绝大多数昆虫在生活史中都经历了3~4个形态、生理、甚至生态完全不同的时期,即卵(egg)、幼虫(larva)、蛹(pupa)及成虫(adult)。其中卵期主要是传播及对抗不良环境的时期,幼虫主要是取食、营养及生长的时期,蛹期是由幼虫到成虫的调整及转变时期,成虫是迁移及繁殖时期。变态使各虫态之间有效地利用和协调有利与不利的外界环境而保证了自身的发展。第六,昆虫在结构与生理方面的多样性(将在以后各节中叙述)使它们能在各种环境条件下适应与生存,显示了昆虫在自然竞争中的优势,造成了昆虫的繁盛。
 
昆虫对人类的重要性是无法估量的。一些昆虫自身的产物,如蜂蜜、蚕丝、白蜡等是人类的食品及工业的原料;昆虫又是2/3有花植物的花粉传播者;一些昆虫能分解大量的废物,把它们送回土壤完成物质循环;一些昆虫在维持某些动植物之间的平衡起着重要作用。另一方面,在某种意义上说,昆虫是人类生存的主要竞争者,它们大量地毁掉人类的粮食及农产品(收获前与收获后),世界上每年至少有20~30%的农产品被昆虫吃掉,它们破坏房屋建筑,传播多种人畜疾病,造成人畜死亡。总之,昆虫对人类的利害关系是十分密切的。