昆虫学

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一. 昆虫与人类的关系十分密切,千丝万缕,试一分为二地阐述这种关系和意义。

答:在探讨昆虫与人类的关系之前,我们要先了解一下什么是昆虫?以及,昆虫有何特点?使我们对昆虫有个初步的认识。 谈起昆虫,我们或许并感到陌生。色彩斑斓的蝴蝶,访花酿蜜的蜜蜂,吐丝结茧的蚕,引吭高歌的知了,争强好斗的蛐蛐,星光璀璨的萤火虫还有令人生厌的蚊子,苍蝇,蟑螂等等。但是,到底它们为什么被称为昆虫?除了它们外,还有什么也是昆虫?

昆虫是动物界无脊椎动物的节肢动物门昆虫纲的动物,所有生物数量及种类最多的一群,是世界上最繁盛的动物。昆虫的成体分头、胸、腹三部;头部有口器和触角(一般为一对),常具复眼和单眼; 胸部有足三对,翅两对(或仅一对或全缺)腹部无足。体表有几丁质的外骨骼。由气管进行呼吸。昆虫具有以下几点特征:

1.种类多,目前世界上已知的生物共有180多万种,其中昆虫就有100多万种,约占55%。起繁盛的主要原因是:①有翅,利于觅食、求偶、逃避敌害和迁徙:②体小,所需食物少以及栖息地小;③口器类型多,食性复杂:④变态,有利于其适应各种生态环境;⑤繁殖能力强。

2.个体数量多,生物量大。全球拥有昆虫的总重量可达1亿万千克,超过全球人口的总重量。

3.生殖能力强,繁殖速率高。

4.分布广,栖息环境多样。在地球上,从赤道到两极,从高山到

海洋,从平原到湖泊,从地表到土壤中多类型的生态环境都有昆虫的足迹。

5.发生年代古老。最古老的昆虫化石发现于泥盆纪的岩石中,可见,昆虫在地球上的历史至少有3.5亿年了。

人和昆虫有着密切的关系,我们应该一分为二的看待它。 第一, 昆虫对人人类的益处:

1. 昆虫可以为我们人类增加财富。以蜜蜂为例,蜜蜂是人类最珍贵的饲养昆虫之一,它与人类的交往有漫长的历史。蜜蜂为作物和果树授粉,提高产量,改良种子和使品种复壮,促进农业的发展,对人类做出了巨大的贡献。而蜜蜂本身的产物,如蜂蜜、蜂王浆、蜂蜡和蜂毒,每年产量相当可观,除满足国内市场需求之外,还向国外出口,增加国家的外汇收入。我国有“丝国”之称。蚕丝是我国重要的传统商品。在古代,养蚕织布是绝大部分普通农民群众的生活收入。即使是现在,我国的养蚕业也呈现一片欣欣向荣的景象。

2. 许多昆虫具有很高的药用价值。目前总计在动物药中,属于昆虫及其产品的总计有100余 种。例如:冬虫夏草具有很好的滋补作用,并对肿瘤和癌症也有一定的辅助治疗作用。由于它的生长环境和形成过程比较复杂,所以,现在冬虫夏草是一种十分名贵的药材。除此外,还有蝼蛄、蝉蜕(蝉衣)、白僵蚕、露蜂房等。

3.不少昆虫也是人们的高营养的美味佳肴。昆虫身体的蛋白质含量极高约50%,更有甚者可达60%。不仅如此,气体没还含有许多人类所必需的不饱和脂肪酸。昆虫类的食物主要有三类:①食品,如

油炸蝗虫、油爆蚕蛹、干煸黄蜂虫等;②以昆虫或其他产品制成的饮料,例如:蜂蜜、虫茶等;③酒类,如:蛾公酒,以雄蚕蛾为主要原料、媚公酒,以柞蚕雄蛾为原料、仙宫营养酒,以柞蚕蛹为原料浸制而成等。

4. 为植物传粉:常见的传粉昆虫如:蜂、甲虫、蝇、虻、蝶、蛾、蝽等,80%的显花植物属虫媒植物。全世界的传粉昆虫每年可创造大约数千亿美元的价值。

5.为人类提供工业原料,如:蜜蜂(蜂蜜、蜂毒、蜂蜡和蜂王浆)、家蚕、天蚕和柞蚕生产绢丝、紫胶虫分泌紫胶、白蜡虫提供虫白蜡、五倍子蚜提供单宁、胭脂虫生产胭脂红酸等。

6. 天敌昆虫及其在生物防治中的作用。例如,以赤眼蜂防治稻纵卷叶螟来提高水稻的产量; 以澳洲七星瓢虫防治柑橘吹绵蚧来给果树治病等数不胜数。

7.观赏昆虫。在我国,观赏昆虫有着久远的历史,并形成了中国独特的虫文化。最为出名的非蟋蟀莫属,蟋蟀属直翅目,蟋蟀科,是不完全变态昆虫。还有大自然的舞者—蝴蝶,轻音乐演奏家—螽斯等。

第二,昆虫对人的害处。主要在两方面,一是对动植物的害处,二是对人类的害处。从根本上来讲,昆虫对动植物的害处就是对人类的间接害处。昆虫与植物有密不可分的关系,包括其对植物的直接危害与其所媒介的植物病害。而昆虫对于人类所饲养的家禽、家畜、及宠物具有寄生性,某些对于人类具有直接侵害性。

1.间接害处:即害虫侵害了动植物,但并不直接侵害人类,主要

分为以下四部分。

(1)昆虫直接或间接危害植物:昆虫以植物体的营养器官、果实和汁液为食,而使植物受到伤害。其中如瓜蓟马危害瓜类的花器。 (2)昆虫危害储藏食物:许多储藏食物,尤以肉类、乳酪、牛奶制品、面粉等,最易受到昆虫危害。昆虫吃食这些食物或在食物内钻洞,所造成的损失相当严重。

(3)昆虫危害书籍及衣物:由于昆虫的啃食,而使书籍、衣物破损,因而失去其价值,此类昆虫如啃虫,而衣鱼则属轻微性的危害。 (4)昆虫危害动物:昆虫直接侵害动物的方式主要有下列三种。①仅是骚扰:如牛蝇,并不叮咬牛只,但牛畜因受其骚扰,影响生长发育。②借咬或叮的机会注入毒液:叮禽畜而后注入毒液的昆虫,如蜜蜂。曾有牛只因被群聚的蜜蜂叮死的例子。③寄生在动物身上:饲养狗或猫,主人如不勤于梳洗时动物身上常会发现有跳蚤的存在,而跳蚤又会媒介犬瓜实条虫和狗刚强丝状虫,使狗或猫生病。

2.直接害处:即是害虫寄生在人体而媒介病源所发生的,如虻可媒介家畜的锥虫病、炭疽病。人类的疾病大多都已昆虫为传染媒介,例如家蝇所传染的霍乱,疟蚊所传染的疟疾,埃及斑蚊或白线斑蚊所传染的登革热等皆是。其传染环为“人——媒介昆虫——人”,但有些昆虫指直接伤害人类,却不传染疾病,如火蚁。其叮咬时,将其有力的大颚,切入被害者的肉内,将皮肉掀开,然后再将针刺导入,其他如成蚁为另一类会叮咬人类的蚂蚁。

通过认识昆虫与人类的这些关系,我们能更好地制定对昆虫的政

策。第一,培育对人类有益昆虫的生存条件, 发展有益昆虫;第二,控制对人类有害的昆虫的数量,减少它们对人类利益 的损害;人类的目标不是消灭它们,在一定的限度内要容忍它们;第三,保 护全部现在与人无利害关系的昆虫。它们的存在对维护地球生态基本过程和保护生态平衡是非常重要的,是不可缺少的。

科学家告诉我们:“各种昆虫和节肢动物,它的重要性大到这样的程度,如果它们被消灭,那我们人类也就只能存活不到3个月的时间。人与昆虫的关系可用下图简要地表示:

人类 种植、管理与保护 利用与防治 食物、原料为害 饲养、利用,防治 昆虫 食物、原料、为害 植物界 高等植物 显花植物 果实 (种子) 食物与栖息场所 花 动物界 高等动物 陆栖脊椎动物 食物与 栖息场所 食物 与为害 昆虫授粉 保护与为害 昆虫

二. 昆虫的各个体段的重要作用和意义是什么?了解体向对研究昆

虫学有什么重要意义?

昆虫的体躯由坚硬的外壳和包藏的内部组织和器官组成。外壳由18~21个环节,即体节所组成;大部分体节之间的柔韧的节间膜相连,因此,昆虫的体躯可以分为头、胸、腹3个明显的体段。一般认为头部由6节组成,成虫阶段很难找到分节的痕迹;胸部由3节组成, 中、后胸节常常紧密愈合;腹部由9~12个腹节组成,有时可见腹节减少到3~5个,有翅昆虫在成熟阶段腹部除外生殖器及尾须外,其他附肢均可消失。

昆虫的头部位于体躯的前端,其头部着生有昆虫的主要感官,如触角、复眼、单眼、口器。在口器各组成部分上也有感觉器。

除原尾目昆虫外,昆虫纲所有的种类均有触角。这1对分节附肢一般着生于额区,它的基部包被于膜制的触角窝内,围角片上的支角突是触角活动的关节。其主要功能是嗅觉、触觉与听觉,其表面具有很多不同类型的感觉器,再昆虫的种间和种内的化学通讯、声音通讯及触角通讯中具有重要的作用。一般雄性昆虫的触角较雌性昆虫的触角发达,能准确地接收雌性昆虫在较远处释放的性息激素。此外昆虫的触角还具有一些其他功能,如芜菁在交配时雄虫的触角能起协助拥抱雌性的作用,魔蚊的幼虫利用触角可以捕获猎物,仰泳蝽在游泳时触角起平衡作用,水龟虫潜水是触角可以辅助呼吸。

复眼是昆虫最重要的一类视觉器官,能辨别近的物体,特别是能动的物体。为成虫和不完全变态类的若虫或稚虫所具有。正是因为敷衍的存在,使得许多昆虫的视觉范围要比人类大的多。昆虫的单眼包

括背单眼和侧单眼两类,它们只能感受光线的强弱与方向而无成像的功能。

昆虫的口器又名取食器,昆虫因食性和取食方式的分化,形成了不同类型的口器。大体上趋势固体食物的昆虫口器为咀嚼式,趋势液体食物的昆虫的口器为吸收式,兼固体和液体食物的昆虫口器为嚼吸式;其中表面液体食物的昆虫的口器类型为舐吸式或虹吸式,而吸食寄主内部液体的昆虫口器为刺吸式,锉吸式或捕吸式。在这些口器类型中以咀嚼式口器最为原始,其它类型的口器均由咀嚼式口器演变而来。昆虫的口向有下口式、前口式和后口式三种,也反映了其取食方式的差异,也是昆虫长期进化、适应环境的结果。

昆虫的胸部是体躯的第2体段,由前胸、中胸和后胸三个体节组成。每一胸节各有一段胸足,分别成为前足、中足和后足。多数昆虫的成虫在中胸和后胸上还各有一堆翅,分别为前翅和后翅。大部分无翅昆虫的胸节的大小、形状十分相似,有翅昆虫的中、后胸因在形态上与前胸差别较大而特称具翅胸节。胸部的演化主要围绕运动功能进行。

前、中、后胸各胸节的常高度骨化,形成了发达的背板、侧板和腹板。昆虫背部的内骨骼称悬骨,是前内脊两端向下扩大而成的一对板状脊,有时一对悬骨愈合成一块,是背纵肌的主要着生部位。有翅昆虫的成虫一本具有3对悬骨,少数昆虫仅具2对悬骨,各对悬骨的着生位置与前后翅的功能紧密相关。昆虫侧面的内骨骼是具翅胸节的侧内肌向内下方延伸形成臂状的测内突,相对比较简单。昆虫腹部的

内骨骼是腹内突与内刺突共同组成的。内外骨骼不仅可以很好地保护昆虫的内脏而且两者的结合对翅的运动有很大的帮助作用。

昆虫的胸足是是胸部的运动附肢,着生在胸节侧腹面的基节窝内,与侧板间以单关节或双关节相连。成虫的胸足从基部向端部依次分为基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节共六节。大部分昆虫的足是适应于行走的器官。不同的昆虫由于生存环境的不同,足的结构和功能也发生了一定的变化,根据其结构和功能的不同可将其分为8种:步行足、跳跃足、捕捉足、开掘足、游泳足、抱握足、携粉足和攀援足。

昆虫的翅是着生于中胸、后胸的背板与侧板之间的成对膜质结构,最初是以翅芽在若虫体外或幼虫体内出现,直到成虫或蜉蝣目的亚成虫时才有飞行能力。根据翅的形状、质地和功能可将翅分为不同的类型,有:膜翅、毛翅、鳞翅、缨翅、覆翅、半覆翅、鞘翅、半鞘翅和棒翅,共9种。翅在进化过程中会发生退化、消失、大小、形状及质地的变化、多型与畸形的出现等,这些变化与昆虫本身遗传物质的改变、环境条件的改变密切相关,有时形状与质地的变化常引起翅功能的转变。由于翅的出现使得昆虫的活动范围大大增加,活动也更为迅速。翅的存在也是昆虫纲如此繁盛的和重要原因之一。

昆虫的腹部是昆虫的最后一个体段,尽管它与胸部的分界看起来十分明显,但由于多数有翅昆虫第一腹节的端背片与后胸的悬骨有关,所以胸部与腹部紧密相连,膜翅目细腰亚目的昆虫腹部第一节甚至与后胸合并成胸部的一部分,称为并胸腹节。腹部内部包藏着主要

的内脏器官及生殖器官,其进化围绕着新陈代谢及生殖作用而进行。腹节表面着生各种不同的附肢和生殖器。最原始的昆虫类群的腹节为12节,一般昆虫的腹节为9或10节。除软体的幼虫外,成虫和大部分若虫及幼虫的腹节都是此生节,节间膜及背板与腹板间的侧膜都较发达。因此,腹部的弯曲与伸缩都比较方便,以适应于内脏的活动及交配与产卵的需要。

昆虫腹节构造比较简单,但雌成虫和雄成虫的第九节与其他各节很不相同,这些节称生殖节这样腹部就被分成了三段:脏节、生殖节和生殖后节。昆虫腹部具有发达的背板及腹板,但侧板却很不发达。昆虫的腹部末着生外生殖器,是昆虫用以交配与产卵的器官,雌性外生殖器称产卵器,雄性外生殖器称交配器。

有些昆虫的腹部还着生有一些非生殖性附肢,其主要有三类:一些低等昆虫后生殖节上的尾须、无翅亚纲昆虫脏节上的附肢及一些有幼虫上的腹足。尾须上多具感觉毛,主要功能为感觉,但钳状的尾须可用于防御。弹尾目昆虫具有三对附肢:黏管、握弹器及弹器。头部的分泌物可由管前沟流到黏管的末端而使黏管具有粘附作用:弹器又叫叉状器或跳器,是第4、第5腹节腹面的一个基部合并、端部分叉的附肢;握弹器是第三腹节腹面的一个很小的构造,其端部分叉,外缘具齿;一般情况下握弹器的两叉穿插在弹器叉节基部的“圆洞”中,叉张开时能撑起弹器。当握弹器收肌收缩时,握弹器端部的叉合拢,弹器脱出,与此同时弹器收肌收缩,向后弹起,虫体向前方跳跃。缨尾目和双尾目昆虫的第二至第九腹节各具一对附肢,每一对附肢包括

一块位于侧腹面的肢基片,在肢基片上着生一根可活动的刺突,刺突内侧有一刻伸缩的泡。原尾目昆虫成虫的腹部的附肢较为简单,仅在第一至第三腹节上各具有一对短小的圆柱形附肢。

在描述昆虫时,常以昆虫重心为中心(多为胸部)给昆虫各结构定位,常用的体向有前、后、左、右、背、腹、侧、内、外、基、端等。

沿身体纵轴趋向头端为前方,趋向腹部末端为后方,前方、后方分别又称为头向和尾向。

昆虫在一个平面上爬行或停顿时,与该平面垂直方向的近平面者为腹向,离平面者为背向。

自背面观,在昆虫的头向与人头向一致时,人体的左、右向即为虫体的左、右向,左、右两向均属侧向。

侧向上,近体纵轴者为内方,远体纵轴者为外方。

基部与端部通常是对附肢或体表突出物而言,近着生处者为基部,远离着生处者为端部;此外,对于腹部和小盾片则是以靠近体前方者为基部,远离体前方者为端部。

由于昆虫形态的多样性与复杂性,上述的体向在实际应用中人嫌不够,还需用一些组合式的体向名称,如背侧方、腹侧方、侧前方、侧后方等。

了解昆虫的体向对昆虫学的研究具有重要的意义。

三. 昆虫常用采集方法的步骤以及采集注意事项?昆虫针插标本制作的全部过程?

答:昆虫常用采集方法的步骤以及采集注意事项:

1.网捕,会飞善跳的昆虫不论是活动的还是静止时,都应该网捕。昆虫一旦入网必须立即封住网口,其方法是随挥网的动作顺势将网袋向上甩或迅速旋转网口使网圈与网袋叠合一部分。昆虫入网后应先将麻袋的中部捏住,伸进毒瓶,开盖,装虫,封盖,取出毒瓶,切勿先从网口往里看,防止入网的昆虫逃脱。蝶类翅大,易破,可以隔网捏住胸部,渐加压力,使其不能飞行,再取出放入毒瓶。草丛中的小型昆虫可用扫网来回扫捕,待小虫和杂物集中在网底后,将网底塞入毒瓶,等昆虫毒死后倒出,进行分离。也可将网内的采集物临时装入指形管等容器,以后再进行分离和毒杀。

2. 振落,许多昆虫具有假死性,一经振动就会落下,可在树下铺白布单进行采集。有些白天隐蔽的昆虫,可以敲打、振动植物使其惊起,然后网捕。

3.搜索,许多小型昆虫、越冬时期的昆虫、蛹期的昆虫以及非活动时间的昆虫都有一定的隐蔽之处,必须仔细搜索才能找到。一般在树皮缝隙中,岩石及枯枝落叶下都可采到大量昆虫。

4.诱集,利用昆虫对灯光和食物的趋性来采集昆虫。 (1)灯光诱集,夏日夜晚,常有许多昆虫在灯火周围飞舞,在附近建筑物上可以采到许多昆虫。在田间架一只大瓦数的电灯和白布,会诱来许多昆虫,其中不少停栖在白布上,可供采集。

黑光灯是广泛应用的工具。这种灯管能发出3600 A左右波长的短波光,诱虫效果更好。将黑光灯装好后,放置在环境良好(如面

山或邻水),相对空旷的场所,晚上开灯,放入毒瓶,早晨关灯,取回毒瓶,可以获得丰富的昆虫资源。注意放置在昆虫常出没的地方。 (2)糖蜜及其他诱集方法。蛾类喜欢带甜酸味的东西。将一定比例的糖、醋、酒精用微火熬成糖浆,涂在树干上可诱来许多昆虫。 用烂水果等其他发酵的物质也可进行诱集。将腐肉放进诱蝇纱笼可以诱集某些蝇类,放入陷阱可以诱集腐食性昆虫。注意在熬糖浆的时候不可以用大火,以防酒精着火。

昆虫针插标本制作的全部过程:

1.软化 昆虫死亡后很容易散失水分,虫体的触角和其他附肢都很容易折断。其方法是:选用一个较大的大口容器,最好可以密封(现多采用磨口玻璃干燥器),在容器中铺些潮湿的砂,砂中滴少量的石碳酸,以防标本长霉。容器中层最好架一带大孔的层板,铺上滤纸,昆虫放在层板上,封闭容器后即进行软化。较小标本一天内即可变软,较大的则须数日才能软化。

2.针插 软化后的昆虫针插制。昆虫针是用不锈钢制成的带头长针,长约38—40毫米。依粗细分为0至5号多种规格,在制作时应根据虫体大小选择,以既牢固又不损害标本为准。针插的位置以种类而异,其原则是需要保留虫体胸,腹背面和腹面中央部的形态特征时,针插的位置应偏向虫体中线的右侧,反之针插在胸部正中。如鳞翅目、蜻蜓目等可在中胸背部中央插针,膜翅目、双翅目应在中胸背部中央稍偏于右侧,鞘翅目在右翅基部内侧插针,半翅目在小盾片中央稍偏右插针等。所有的插针都应垂直于虫体纵轴插入,

并在虫体背侧留出针的上部8毫米。为操作方便可用木质成三级台减少操作中的麻烦。三级台是一块长65毫米,宽24毫米的小木板,制成3三层台阶,第一层高8毫米,第二层高16毫米,第三层高26毫米。每一层正中打一细孔(上下打通),第三层用来插小型昆虫,第二层用来插大型昆虫,虫体腹面朝下,用针插入虫体后将针插入三级台上取出,手持针尖处,将虫体和针一同倒置,把昆虫针大头朝下插入三级台的第一层的针孔,针头插到底,调整虫体在针上的位置,以使虫体背面留有8毫米的昆虫针。当标本插入昆虫盒中,虫体背面高度一致,十分美观,便于使用操作。

3.整姿 针插好的标本应进行整姿,其方法是把标本插在硬泡沫塑料板上,用大头针等物固定昆虫的触角、足等部分。操作多用针和镊调整昆虫的姿态。腹部下垂处可用小棉球垫起,待标本完全干透,再除去大头针等物。整姿的目的是为了充分展示虫体各部分形态结构和标本美观。

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