昆虫学课件第三章昆虫的生物学.ppt
第三章 昆虫生物学,昆虫生物学是研究昆虫个体生长发育过程中各种生命现象及其特点的科学。生命现象主要包括：生殖、生长、发育（胚胎发育、胚后发育）、生命周期（昆虫的世代）、生活史、各发育阶段的习性和行为等方面。,研究和了解昆虫生物学的意义：昆虫种类繁多，每种昆虫都有它各自的生物学特性。研究昆虫的生物学对于寻找害虫的薄弱环节进行防治和益虫的有利环节进行饲养与繁殖有着重要的实践意义。,第一节 昆虫的生殖方式,生殖方式是不同昆虫生殖策略及进化的形式。目的是提高生殖效率、保护后代。,一、两性生殖,两性生殖是通过雌雄交配，雄性的精子与雌性产生的卵子结合后产生受精卵并发育成新个体的生殖方式。,家蝇、烟青虫等,二、孤雌生殖,孤雌生殖是昆虫雌性的卵不经过受精就发育成新个体的生殖方式。有3种类型。,苹果黄蚜,家蚕,三、卵生与卵胎生 卵生：昆虫的受精卵在母体外独立发育的过程叫卵生。特点是在胚胎发育中，全靠卵自身所含的卵黄作为营养。卵胎生：胚胎发育所需的营养全部由卵供给，整个胚胎发育在母体内完成，孵化不久后幼体便产出母体。从营养源来看，与卵生相同，故名卵胎生。特别是在进化程度高的双翅目昆虫中较为普遍，如丽蝇、麻蝇。,四、多胚生殖 这种生殖方式多见于寄生性的膜翅目昆虫（如小蜂科、细蜂科等类群）。,一个卵发育为两个或两个以上胚胎的生殖方式。,五、幼体生殖 特点：完成一个世代所需的时间很短。幼体生殖同时也是孤雌生殖，所以有利于在不良环境下保持种群生存。,幼体生殖是指昆虫还在幼体阶段就能生殖，产生后代。多见于摇蚊和瘿蚊。,瘿蚊,第二节 昆虫的变态及其类型一、概念 昆虫在胚后发育过程中，从幼期到成虫期在外部形态和内部器官等方面的变化，称为变态(metamorphosis)。,二、变态的类型 从进化的观点学习。注意区别在哪里？,（一）不完全变态(incomplete metamorphosis)又称直接变态，经过卵期、幼期和成虫期3个阶段。又分为3个类型。1、半变态(hemimetamorphosis)特点：（1）幼期水生，成虫陆生。（2）幼、成期的形态分化显著，在体型、取食器官、呼吸器官、运动器官等方面均有分化。其幼体特称为稚虫(naiad)。如蜻蜓目、襀翅目昆虫。,2、渐变态(paurometamorphosis)特点：幼期与成虫在体形、食性及栖息环境等方面都很相似，但幼体的翅发育不完全（称为翅芽)，生殖器官也未发育成熟，特称为若虫(nymph)。常见的如直翅目、螳螂目、等翅目、蜚蠊目、半翅目、同翅目等昆虫。,3、过渐变态(hyperpaurometamorphosis)特点：末龄若虫不吃不动，极似全变态昆虫的蛹，故常称为“伪蛹”或“拟蛹”，但翅芽在体外发生，与全变态昆虫翅在体内发生有根本差异。是昆虫由不全变态向全变态进化的一个过渡类型。故称为过渐变态。缨翅目、同翅目中的粉虱科和雄性蚧类具有的变态类型。,二、完全变态（complete metamorphosis)特点：（1）经过卵、幼虫、蛹和成虫4个不同的虫态，蛹是从幼虫转变为成虫的过渡虫态。（2）幼虫在外部形态、内部器官以及生活习性等方面与成虫有明显的不同。（3）幼虫期的翅在体内发育。内生翅类各目昆虫所具有的变态类型，如鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、双翅目等。,复变态(hypermetamorphosis)有些全变态昆虫的幼虫各龄之间的生活习性不同，在体形上也发生了明显的分化，这种变化比一般全变态昆虫更加复杂，特称为复变态。如鞘翅目的芫青是较典型的例子。芫青的幼虫取食蝗虫卵，第1龄幼虫有发达的胸足，行动活泼，捕食蝗卵（“三爪坳”）。当它进入蝗虫卵囊内取食后，脱皮变为体壁柔软、胸足不很发达、行动迟缓的蛴螬型幼虫。之后再变为象甲型幼虫，经过若干龄后深入土中，脱皮变成胸足更退化、体壁坚硬的伪蛹型幼虫(拟蛹)，并以此虫态越冬，翌年化蛹并羽化为成虫。,第三节 昆虫的个体发育 狭义的指昆虫从卵发育至性成熟的成虫的发育过程。胚前发育：成虫性细胞发育的过程。胚胎发育：卵发育至幼体（若、稚虫）的过程。胚后发育：昆虫幼体孵化出来后，一直到羽化 为成虫的整个发育过程。（幼虫，若虫，稚虫成虫）,昆虫从卵到成虫在外观上为体积的增大与外形的改变，体积的增大是生长的结果，体形的改变则通过孵化、蛹化、羽化及一系列脱皮而实现。一个较大的外形变化的同时，内部器官与系统也进行着一系列的改变。,一、卵期 卵(egg)是个体发育的第一个虫态（stage，form），又是一个表面不活动的虫态。了解卵的形成、结构、发育、产卵方式、产卵位置等具有重要的理论与实践意义。,(一)卵的外部形态1、大小 昆虫的卵较小，大多数昆虫的卵长在之间。2、形状 卵的外形具多样性，一般为卵圆形或肾形，也有的呈桶形、瓶形、纺锤形、半球形、球形、哑铃形，还有一些卵为不规则形。3、颜色：乳白色、淡黄色等，孵化时变深。,卵壳卵黄膜周质原生质、卵黄卵核卵孔,卵端部,卵基部,（二）卵的基本结构,昆虫的中黄式卵,（三）胚胎发育,(四)昆虫的产卵方式及适应,（五）卵期 从产卵到幼虫孵化的时间。（六）研究昆虫卵和产卵的意义 1、分类：卵的形态、花纹 2、调控机理：胚胎发育中基因和激素对器官形成的调 控。3、测报：胚胎发育中卵颜色变化分级。卵巢分级。4、防治：杀卵剂、人工和生防（场所、方式）。,二、幼（若）虫（larva，larvae&nymph）1、孵化(hatching)幼虫或若虫完成胚胎发育后从卵内而出的过程或现象叫孵化。幼虫破卵的方式 身体张力与肌肉活动产生的压力。借特殊破卵器刺破卵壳或顶开卵盖。鳞翅目幼虫则用上顎直接咬破卵壳而出。,2、生长和脱皮（1）生长 昆虫的生长主要在若虫期和幼虫期进行。靠蜕皮增加虫龄，虫体在不断生长。虫龄：从孵化至第1次脱皮以前的幼（若）虫叫第1龄幼（若）虫，脱皮后的幼虫或若虫叫第2龄幼虫或第2龄若虫，余类推。龄期：相邻两次脱皮所经历的时间称龄期。用天表示。幼虫期：幼虫或若虫从孵化到化蛹的时间。,（2）脱皮(moulting)昆虫幼（若）虫随着虫体的生长，经过一定时间，重新形成新表皮而将旧表皮脱去的过程叫脱皮。脱下的皮叫蜕。脱皮次数：因种、性别、生理状态而异。虫龄=脱皮次数+1,脱皮类型：具脱皮性质，将脱皮分为 2 类。生长脱皮幼期伴随着生长的脱皮。,变态脱皮老熟幼（若）虫脱皮后变为蛹或成虫羽化的脱皮。,3、幼虫（狭义）的类型 全变态类昆虫种类多，生境、习性等差别大，幼虫的形态远比若虫、稚虫复杂。根据足的多少及发育情况将幼虫分为 4 大类。,（1）原足型幼虫 幼虫在胚胎发育的原足期孵化，胸足只是简单的突起，腹部无足，甚至腹部无分节。幼虫寄生性，浸浴在寄主体液或卵黄中，通过体壁吸收营养，如膜翅目寄生蜂和蚂蚁幼虫。,（2）多足型幼虫 幼虫除了具胸足外，腹部某些体节也有腹足或附肢的类型。如鳞翅目和膜翅目叶蜂类等的幼虫。,（3）寡足型幼虫 有胸足，但无腹足。见于鞘翅目及部分脉翅目昆虫，其形态变化较大，常被分为4类。,步甲型幼虫：口器前口式，胸足发达，行动较迅速。如步甲、瓢虫、草蛉等幼虫。蛴螬型幼虫：体肥胖，常弯曲呈“C”形，胸足较短，行动迟缓。如金龟甲的幼虫。叩甲型幼虫：体细长，线性，胸足较短。如叩甲、拟步甲等的幼虫。扁型幼虫：体扁平，胸足有或退化。如扁泥甲、花甲科的幼虫。,(4)无足型幼虫 特点是胸部和腹部无足。双翅目、部分膜翅目及鞘翅目幼虫。按照头的发达程度，无足型幼虫可分3类。全头无足型：头部骨化，全部露出体外。如低等双翅目、膜翅目的细腰亚目、部分蛀干性鞘翅目、部分潜叶性鳞翅目的幼虫及捻翅目的末龄幼虫等。半头无足型：头部仅前端骨化，外露，后端常缩入胸部。如双翅目短角亚目和一些寄生性膜翅目的幼虫。无头无足型：蛆型幼虫。头部退化，全部缩人胸部。如高等双翅目环裂亚目的幼虫（蝇蛆）。,三、蛹期 蛹是全变态类昆虫的一个虫态。1、蛹化 全变态类昆虫的幼虫在获取足够的营养之后从一个自由活动的虫态变为一个不食不动的虫态的过程或现象叫蛹化或化蛹。,2、蛹期 从化蛹一直到羽化所经过的时间。,蛹对环境和敌害的抵御能力很弱，多数末龄幼虫在化蛹时，寻找隐蔽安全的场所，有些昆虫还要吐丝做茧或营造土室等保护构造。但有的蛹无保护性结构，但常有较好的拟态或保护色（如鳞翅目蝶类的蛹）。,3、蛹的类型 根据蛹壳、附肢、翅与身体主体的接触情况等，常将昆虫的蛹分为3类。,（1）离蛹：裸蛹，其附肢和翅不贴附在身体主体上，可以活动，腹节间也能活动。鞘翅目昆虫。（2）被蛹：体壁多坚硬，附肢和翅紧贴在蛹体上不能活动。鳞翅目昆虫、蕈蚊类、部分瘿蚊类。（3）围蛹：蛹体本身是离蛹，只是蛹体被第3、4龄幼虫所脱的皮共同构成的蛹壳所包围而已。蝇类特有。,4、研究昆虫蛹的意义（1）分类。（2）滞育蛹的研究。（3）测报与防治（土室破坏）。（4）应用（食用价值）。,四、成虫 成虫是昆虫个体发育的最后一个虫态。其一切生命活动都是围绕着生殖。,（一）羽化 成虫从它的前一虫态（稚虫、若虫、蛹）脱皮而出的过程或现象叫羽化(emergence)。,（二）性成熟和补充营养 1、性成熟 是指成虫的生殖系统的成熟，即卵和精子的发育成熟。生殖细胞发育成熟后雌雄即可进行交尾。成虫期性成熟的早晚，很大程度上取决于幼虫期的营养。,2、补充营养 有的昆虫，刚羽化的成虫生殖细胞还没有发育成熟，尤其是雌虫。雌虫的卵巢管的发育是在成虫羽化后的早期进行的，所以成虫期还需继续取食，用于补充生殖系统发育所需的营养。成虫为生殖细胞发育进行的不可缺少的营养取食称为补充营养。,（三）交尾（交配）雌雄性成熟后，一般在性外激素的暗示下即可交尾。交尾的方式有多种多样。,（四）产卵（laying-egg）雌雄交尾授精后，经卵受精，即可产下受精卵。产卵前期：从羽化至产卵开始的时间。产卵期：从产卵开始到结束的时间。产卵后期：从产卵结束到死亡的时间。,生殖力（fecundity）指昆虫一生产卵的数量（产卵量）或孤雌生殖的后代数量。实际生殖力、潜在生殖力。昆虫的生殖力变化很大，因昆虫种类、食物和温湿度等变化较大。,（五）性二型现象和多型现象 1、雌雄二型 种的雌雄两性个体，除生殖器官构造不同外，在个体大小、体形、体色和其他外部形态等方面存在明显差异的现象称为雌雄二型。意义：不用区分生殖系统即可区分雌雄，用于测报 或做科学研究之用。,2、多型现象 例如：社会性昆虫如蜜蜂、蚂蚁、白蚁一个群体中有多种不同的型。异色瓢虫，有多种不同体色的个体。飞虱有长翅型和短翅型个体。蚜虫有有翅型和无翅型个体。,同种昆虫同一性别的个体在大小、体形、颜色等方面存在明显差异的现象称为多型现象。,烟蚜的多型和色型,第四节 昆虫的世代与年生活史 一、世代和寿命 昆虫的新个体(卵/幼虫/若虫/稚虫)自离开母体到性成熟产生后代为止的发育过程叫生命周期，通常称这样的过程为一个世代。（产卵始-产卵止）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。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。不同种类的昆虫寿命差别很大。,1、昆虫的化性 昆虫在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。一化性：1年只发生一代。大地老虎 二化性：1年发生两代。玉米螟在胶东。多化性：1年发生3代以上。烟青虫。部化性：两年以上才完成一个生命周期者。大黑鳃金龟。,2、世代重叠 二化性和多化性昆虫由于发生期不一致或产卵期较长等，使前后世代间明显重叠的现象叫世代重叠。3、局部世代 同种昆虫在同一地区，有的个体正常顺利越冬停止发育，有的个体因温度或食物因素却继续发育为下一代，但该代不能完成生活史，这个不完整世代叫局部世代。棉铃虫正常一年发生4代，有时可发生局部5代，但第五代到一定时间不能发育至越冬的虫态。东方粘虫有时也发生局部世代。,二、生活史/年生活史 即一种昆虫在一年内的发育史，确切的说是从当年的越冬虫态(卵、幼虫、蛹或成虫)活动开始，到第二年越冬结束止的发育过程，称为生活年史简称生活史。一年发生 1 代的昆虫，其生活史就是世代。一年发生多代的昆虫，其生活史包括多个世代。,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年中的生活史特点，可采用各种图、表、公式来表达或用图表混合的形式来表达，其中表格法最为常用。昆虫生活史表格主要是以月份为列，以虫态为行，将各代各虫态（用不同的符号或字母表示不同的虫态）发生的时间范围在表中标出。有的用昆虫形态图加上月旬、作物生育期和不同虫态历期表示生活史，则更直观实用。,一个完整实用的生活史图表，最好表示出害虫不同虫态发生的初期、初盛期、盛期、盛末期，便于田间调查和测报。因此，一种昆虫其不同虫态在不同温度下的发育历期（或龄期）要观察出，是非常实用的。便于预测下一虫态或世代某虫态或世代的发生期。最好要结合物候期、作物生育期，制作出害虫防治历，何时用何措施防治害虫。,表格法,第三章复习题1、昆虫的生殖方式有哪些？2、名词：孤雌生殖（举例）、羽化、蛹化、孵化、变态、渐变态（举例）、过渐变态（举例）、补充营养、性成熟、生殖力、保护色（举例）、拟态（举例）、年生活史、世代、异态交替（举例）、多型现象（举例）、性二型性（举例）、化性、产卵前期、世代重叠、局部世代（举例）、滞育（举例）、休眠（举例）、习性、行为、昼夜节律、趋光性（举例）、趋化性（举例）、迁飞和扩散（举例）、社会行为（举例）、昆虫通讯、胚胎发育、胚后发育、生长和变态脱皮。3、不完全变态和完全变态有何不同？举例说明。4、休眠和滞育有何不同？5、防治害虫在3龄之前的原因是什么？6、昆虫的食性有哪些？7、昆虫中有哪些生物学特性和行为可以利用来进行害虫的防治？8、害虫有哪些薄弱环节可以用来进行防治？9、昆虫的产卵方式和场所有哪些？,10、昆虫幼虫有哪些类型？蛹有哪些类型？各举例说明。11、昆虫长距离迁飞的生物学意义是什么？,
