介绍

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布鲁斯·j·马林

昆虫(类昆虫纲或六足类),最大的类的任何成员的门节肢动物门,这本身就是最大的动物门。昆虫有分段的身体,有节的腿,和外部骨架(外骨骼)。昆虫是有别于其他节肢动物的身体,这是分为三个主要区域:(1),熊口器的眼睛,和一双天线(2)three-segmented胸腔,通常有三双条腿(因此“六足类”)在成年人,通常一个或两对翅膀,和(3)many-segmented腹部、消化、排泄、生殖器官。

南卡罗莱纳州Bisserot——布鲁斯·科尔曼(aapl . o:行情)。
弗兰大厅国家奥特朋协会收藏/人员照片

在一个受欢迎的意义上,“昆虫”通常指的是熟悉的害虫和疾病携带者,等臭虫,苍蝇都飞蛾,衣服,日本甲虫,蚜虫,蚊子,跳蚤,着马蝇黄蜂,或引人注目的群体,如蝴蝶,飞蛾,甲虫。然而,许多昆虫从人类的观点是有益的;它们授粉植物,生产有用物质,控制害虫昆虫,像拾荒者,成为其他动物的食物(见下文重要性)。此外,昆虫是在阐明的许多方面有价值的研究对象生物学生态。的科学知识遗传学已获得的果蝇实验和面粉甲虫的种群生物学研究。昆虫激素行动的调查中经常使用,神经和感觉器官功能,和许多其他生理过程。昆虫也作为环境质量指标评估水质和土壤污染,许多研究的基础生物多样性

一般特征

罗伯特·p·科尔曼Carr-Bruce Inc .)
威廉·e·弗格森

在物种和个体数量和适应能力和广泛的分布,昆虫可能是最非常成功的所有的动物群体。他们主宰当今土地动物物种描述为约100万。这代表了大约四分之三的动物物种描述。昆虫学家估计住昆虫的实际数目可能高达500万到1000万。订单包含的最大数量的物种鞘翅目(甲虫),鳞翅类(蝴蝶和飞蛾),膜翅目昆虫(蚂蚁、蜜蜂、黄蜂),双翅目(真正的苍蝇)。

外表和习惯

Appel彩色摄影
西蒙斯Lilyan / Encyclopædia大英百科yabo亚博网站首页手机全书公司。

大多数昆虫很小,通常小于6毫米(0.2英寸)长,尽管大小范围很宽。的一些feather-winged甲虫和寄生蜂几乎是微观的,而一些热带形式如大力神甲虫,非洲巨型甲虫,某些澳大利亚把昆虫和大力神的翼展蛾可能多达27厘米(10.6英寸)。

ge Hyde-NHPA / Encyclopædia大yabo亚博网站首页手机英百科全书公司。

许多物种的两性身体结构的差异是明显的,和知识的性可能会给一些其他的外观性的线索。在一些,比如twisted-wing昆虫(捻翅目),女性仅仅是不活跃的袋鸡蛋,和有翼的男性是最活跃的昆虫之一。繁殖方式相当不同,和生殖能力一般高。一些昆虫,如蜉蝣、饲料的不成熟或幼虫阶段,没有食物在一个极短的成人生活。在社会性昆虫,女王白蚁可能活50年,而一些成年蜉蝣活不到两个小时。

维尔纳•舒尔茨(george w . bush)

有些昆虫宣告自己的存在的其他性闪光,和许多模仿其他昆虫的颜色和形式,从而避免或最小化攻击食肉动物饲料,发现猎物视觉上,像鸟、蜥蜴和其他昆虫。

行为是不同的,从几乎惰性寄生形式,其幼虫在宿主和饲料的营养血液吸收,蜻蜓空气中追求的受害者,虎甲虫逃脱捕食的土地,食肉的水甲虫outswim在水中的猎物。

在某些情况下,成人昆虫做精心准备的年轻,别人的母亲独自维护或提要她年轻,年轻,还有一些是由复杂的社会昆虫。一些殖民地的社会昆虫,如热带白蚁蚂蚁可能达到数百万居民的人口。

分布和丰富

恩典thompson国家Aubudon学会收集/人员照片

科学家在试图熟悉昆虫实现难度估计个体数量的昆虫以外地区几英亩或几平方英里的范围。数据很快就变得如此之大,是难以理解的。庞大的人口和各种各样的昆虫是有关他们的体积小,繁殖率高,和大量的合适的食品供应。昆虫富于热带地区,在数量的不同种类和数量的个体。

iStockphoto /思想库

如果昆虫(包括所有形式的年轻人和成年人)指望一个平方码(0.84平方米)的丰富的潮湿的土壤表面,容易发现500和2000的土壤样本中并不少见的北温带。这相当于约400万昆虫在一个潮湿的英亩(0.41公顷)。在这样一个区域只有一个偶尔的蝴蝶,大黄蜂、或大型甲虫的超巨星昆虫,可能被注意到。只有几千种,那些攻击人们的庄稼,牛群,和产品,那些携带疾病,干扰人类生活严重到需要控制措施。

昆虫是适应每一个土地和淡水栖息地会有合适的食物,沙漠丛林,从冰川和冷山流领域停滞不前,池塘和低地温泉。很多住在微咸水1/10海水的盐度,一些生活在海水的表面,和一些苍蝇幼虫可以住在池的原油石油下降,在那里他们吃其他昆虫。

重要性

作用在自然界中

©Vidady / Fotolia

昆虫在自然界中扮演着许多重要的角色。他们的援助细菌,真菌和其他生物分解的有机质和土壤的形成。腐肉的衰退,例如,带来了主要由细菌,是加速的蛆虫肉蝇绿头苍蝇。这些幼虫的活动,分发和使用细菌,紧随其后的是飞蛾和甲虫,打破毛发和羽毛。昆虫和一起进化。许多植物依靠昆虫授粉。有些昆虫捕食者。

商业意义

某些昆虫等提供商业来源的重要产品蜂蜜,丝绸,,染料,或颜料,所有这一切人类可以直接受益。因为他们吃很多类型的有机质,昆虫会引起相当大的农业损失。害虫吃掉庄稼的食物或木材,在田间或存储,并且传达感染性微生物的作物,农场动物和人类。打击这类害虫技术构成农业和森林的应用科学昆虫学、存储产品昆虫学、医学和兽医昆虫学和城市昆虫学。

昆虫作为原材料的来源

原始的人民聚集食物、昆虫是一个重要的食物来源。蚱蜢瘟疫,白蚁群,巨大的手掌象鼻虫和其他昆虫的幼虫,依然的来源蛋白质在一些国家。害虫的干鳞状排泄物(同翅目)柽柳落叶松树木的来源吗哪在西奈沙漠。害虫曾经深红色的来源染料胭脂虫。的胭脂虫红,或胭脂,从Dactylopius介壳虫在墨西哥找到仙人掌用于布料的死亡阿芝特克人今天用作染料和食物,化妆品,药物,纺织品。一些昆虫使用商业,特别是吗蜂蜡虫胶蜡。lac昆虫的树脂产品中国棣棠属紫胶(同翅目),培养为这个目的,商业的来源虫胶

金正日泰勒/自然照片库

最重要的两个驯化的昆虫(鳞翅目)和蜜蜂(膜翅目)。一些粗糙的丝绸生产的大型野生蚕的物种。然而,大多数商业丝绸来自蚕家蚕。这种昆虫在野生状态未知,只存在于文化。这是中国几千年前,驯化和选育,尤其是在中国和日本,产生了许多专门的菌株。现有野生蜜蜂的近亲蜜蜂。在中世纪亲爱的,是欧洲最重要的甜味剂,蜂蜡和蜂蜜还是商务文章。然而,蜜蜂的重要性主要在于果树和其他作物的授粉。

昆虫损害商业产品

当昆虫分解死树入侵结构性木材建筑,他们成为害虫。这是真正的昆虫等dermestid甲虫和各种tineid飞蛾生态是后来者的尸体和有能力打破了角蛋白在头发和羽毛。当这些昆虫入侵皮肤、皮草、和羊毛服装或地毯,他们可以成为人类的问题。

在许多炎热,干燥的气候条件下,在北非或印度平原,成熟粮食在由特定的甲虫、飞蛾入侵。粮食丰收时,这些昆虫在粮食商店。他们可以在商业和世界各地进行已成为普遍的害虫储藏的谷物,水果干,烟草和其他产品。检疫和灭虫法方法用于控制从粮食出口国进口这样的昆虫。

农业的重要性

生态因子

斯蒂芬•柯林斯

许多昆虫植物喂,当植物农业的重要性,人类常常被迫与这些昆虫。昆虫的数量是有限的,不利等因素天气食肉动物和寄生虫,病毒、细菌和真菌疾病,以及许多其他因素使昆虫种群稳定运作。农业的方法鼓励更大地区的种植单一作物,它提供了几乎无限的食物资源,消除了一些调节因素,使人口的增长的昆虫攻击那些作物增加。这增加的概率大的侵扰,某些害虫。许多天然森林,形成类似巨大的单一栽培,似乎总是受到周期性的爆发破坏性昆虫。

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罗伯特·c·Hermes-The国家奥特朋协会收藏/人员照片

在一些农业单一栽培,外来害虫已经意外地介绍以及作物还没有带上它全方位的天敌。这已经发生在美国oystershell规模(Lepidosaphes ulmi苹果和其他果树),cottony-cushion规模(Icerya purchasi)的柑橘,欧洲玉米螟(Pyrausta nubilalis;也被称为Ostrinia nubilalis),和其他人。的马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata培养),造成可怕的毁灭土豆在美国大约1840年开始,是一个土生土长的半沙漠国家的昆虫。甲虫,美联储在布法罗毛刺植物本身适应新引入的土豆和丰富的饮食,因此逃离所有先前的控制因素。类似情况经常被确定控制的主要捕食者或寄生虫外星人害虫原产国和引入控制代理。一个典型的例子是cottony-cushion规模,1886年加州柑橘产业的威胁。一个掠夺性瓢虫vedalia甲虫(Rodolia cardinalis),介绍了来自澳大利亚,在一两年内介壳虫已经几乎消失了。成功是重复在每个国家介壳虫已成为建立没有捕食者。在加拿大东部1940年代初欧洲云杉叶蜂Gilpinia hercyniae),造成了巨大的损失,是完全控制的自发的出现病毒疾病,也许不知不觉地从欧洲引入的。这个事件引发了一系列的兴趣使用昆虫疾病管理害虫种群的潜在手段。

破坏种植庄稼

杰克Jack Dykinga /美国农业部

昆虫是负责两个主要类型的种植庄稼受损。首先是直接损伤饲养昆虫的植物,吃叶子或洞穴茎,水果,或根。有成百上千的这种类型的害虫种类,幼虫和成年人之间直翅目昆虫的homopterans,heteropterans鞘翅类,鳞翅类和双翅类昆虫。第二种类型是间接损害的昆虫本身并没有伤害但传播细菌,病毒或真菌感染作物。例子包括糖的病毒性疾病甜菜和土豆,从工厂到工厂蚜虫

尽管大多数昆虫生长和繁殖作物的损害,一些蚱蜢是众所周知的例外。它们可以存在于一个相对无害的孤独的阶段数年,在此期间它们的数量可能会增加。然后他们进入一个群居的阶段,形成巨大的迁徙群,由风或运输飞行数百或数千英里。这些成群可能完全摧毁庄稼的入侵。沙漠蝗虫(Schistocerca gregaria)和飞蝗(状花序migratoria)是这种类型的生命周期的两个例子。

医学意义

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昆虫对人类和破坏牲畜也可能直接或间接。人类直接伤昆虫叮咬和咬是相对次要的,尽管成群的咬苍蝇蚊子经常让生活几乎难以忍受,也一样咬虫(白蛉)和盐沼蚊子。持续的刺激通过咬苍蝇可以导致的健康恶化。一些绿头苍蝇,除了在尸体存放它们的卵,还入侵生活的组织动物包括人类,被称为一个条件蝇蛆病。昆虫,造成这种情况的一个例子是苍蝇的幼虫飞(Cochliomyia美国南部和中美洲。在世界的许多地方,各种各样的绿头苍蝇骚扰的羊毛和皮肤。这种侵扰,称为sheep-strike,会导致严重的经济损失。

詹姆斯Gathany /美国疾病控制与预防中心

许多重大人类疾病都是由昆虫、微生物产生的转达了作为向量的病原体。疟疾是由原生动物引起的吗疟原虫,花发育周期的一部分按蚊蚊子。流行回归热造成的,螺旋体传播的虱子利什曼病,由原生动物引起的利什曼虫是由沙蝇Phlebotomus昏睡病在人类和一群牛的疾病在非洲和被称为广泛存在那加那病是由原生动物引起的锥虫通过叮咬传播采采蝇(舌蝇)。nonsanitary条件下常见的家蝇苍蝇座可以发挥的作用在人类肠道传染疾病的传播(例如,伤寒、细菌性和阿米巴痢疾)通过污染的食物。的兔热病芽孢杆菌可以通过deerfly叮咬传播,黑死瘟疫芽孢杆菌的跳蚤,流行病斑疹伤寒立克次氏体虱的。各种蚊子传播的病毒性疾病(如,几个脑炎疾病;登革热黄热病在人类和其他动物)。

保罗·豪厄尔,英里/小时;柯林斯教授弗兰克·哈德利/疾病控制和预防中心(CDC)(图片数:9534)

各种生物之间的关系是复杂的。例如,疟疾有不同流行病学在它发生时,几乎在每个国家都不同按蚊物种负责它的传播。这些复杂性影响昏睡病的传播。有些关系是间接的。瘟疫,疾病啮齿动物经由跳蚤叮咬而传播的,是危险的,人类只有当沉重的国内的死亡率老鼠部队受感染跳蚤攻击人,从而导致瘟疫的爆发。斑疹伤寒,兔热病、脑炎和黄热病也保持在动物水库和偶尔会传染给人类。

虫害控制

的历史客观的昆虫学家主要是开发和修改引入到环境等方式,由昆虫传播的疾病不会作物不会受损。在众多情况下这个目标已经实现了。例如,在许多城市飞不再扮演重要的角色在传播肠道感染,和土地排水,改善住房条件、和杀虫剂使用在世界许多地区消除疟疾。

大规模暴发的马铃薯甲虫在1860年代的第一次大规模使用杀虫剂在农业。这些高度有毒的化学物质(例如,巴黎绿、铅砷酸、集中尼古丁)是在大量使用。继续寻找有效的合成化合物导致在1940年代早期的生产滴滴涕,大多数昆虫剧毒化合物,对人体无毒少量(尽管累积效应可能是严重的),和持久的效果。广泛应用于农业多年,滴滴涕不完美的杀虫剂。经常杀死寄生虫一样有效的害虫本身,创造生态失衡,允许新的害虫大量人口发展。此外,耐药菌株害虫出现。许多早期的环境长寿杀虫剂也造成严重的生态问题。也遇到类似的困难与许多继任者DDT,狄氏剂和异狄氏剂等。

发展过程中有效的杀虫剂,主要重点是减少可能造成人类健康问题及其对环境的影响。生物病虫害治理的方法变得越来越重要,因为不良的杀虫剂的使用减少。生物方法包括引入害虫菌株携带致命的基因、洪水面积与雄性不育(成功的控制了苍蝇的幼虫飞),或开发新型杀虫剂基于修改的昆虫的生长激素。的在夏威夷和加州柑橘产业依靠生物防治方法。虽然这些方法不是一直有效,但被认为是不如一些对环境有害的化学物质。

自然历史

生命周期

路易收据/人员照片
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大多数昆虫在受精卵开始自己的生活。的蛋壳或蛋壳,通常穿呼吸空缺,导致壳内充气网状组织。对于一些昆虫(如蟑螂螳螂一批鸡蛋是粘合在一起形成一个鸡蛋包或卵巢。昆虫可以通过不利季节在蛋阶段。鸡蛋的跳虫Sminthurus(弹尾目)和一些蚱蜢(直翅目)通过夏季干旱和恢复发展当湿干燥萎缩状态。多数鸡蛋,然而,保留其水虽然可通过冬天发展受阻,或滞育,通常是在胚胎发育的早期阶段。然而,干蛋的伊蚊蚊子开发完成后进入休眠状态,迅速放入水中时舱口。

年轻的孵化幼虫以几种不同的方式来实现。一些,如毛毛虫,咬的鸡蛋。很多,比如跳蚤他们切缝的,孵化刺壳。有些昆虫鸡蛋的“逃避帽”的幼虫会从壳蛋内的压力增加。根据不同的物种,这可能是通过完成吞咽空气,然后压缩肌肉身体施加压力的上限或通过一个可扩展的地区的头(许多双翅目ptilinum)可以延长液压(血)的压力。幼虫孵化后,以这种方式继续扩张自己,虽然ptilinum崩溃回身体,直到角质层变硬。

一旦形成,昆虫表皮不能生长。增长只能发生的一系列脱毛(蜕皮)在新的和更大的角质层形成和旧角质层脱落。蜕皮,可以大身体形态的变化。

类型的蜕变

©戴安娜奥布赖恩

在最原始的无翼昆虫(apterygotes),如银色的鱼Lepisma saccharina,几乎没有在成长到成年的变化形式。这些被称为ametabolous昆虫。在昆虫如蝗虫(直翅目),真正的bug(半翅目),homopterans(例如,蚜虫、介壳虫),一般的形式是恒定的,直到最后的脱毛,当幼虫发生实质性变化的身体形式与充分发展成为一个有翅膀的成人生殖器。这些昆虫,被称为hemimetabolous说接受不完整的蜕变。昆虫的订单增长,包括鳞翅目(蝴蝶和飞蛾),鞘翅目(甲虫),膜翅目昆虫(蚂蚁、黄蜂和蜜蜂),双翅目(真正的苍蝇),和其他几个人,被称为完全变态的,因为幼虫完全不同于成人。这些幼虫接受一系列的脱毛与小的变化形式进入之前完成蜕变,其中包括蜕皮第一然后到完全有翼的成年人。

类型的幼虫

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幼虫相差很大的形状,以五个形式进行分类:毛虫状的(caterpillar-like) scarabaeiform (grublike) campodeiform(细长,夷为平地,活跃),elateriform (wireworm-like)和蠕虫状的(maggot-like)。蛹的三种类型:obtect,附属物或多或少地粘在身体;裸,附件自由,而不是粘在身体;压在一起的,本质上是裸但剩下的覆盖的皮肤(空壳)旁边过去幼虫龄期(名字昆虫在脱毛的形式)。

激素的作用

蜕皮和变态都是由激素控制。当感觉开始蜕皮受体在体内检测到内部软组织填充墙旧的外骨骼和触发生产从神经内分泌细胞的激素大脑。这种激素行为前胸腺,前胸的内分泌腺,进而分泌蜕皮激素、类固醇称为蜕皮激素。蜕皮激素作用于表皮、刺激经济增长和角质层的形成。蜕变同样由一种激素控制。在年轻的幼虫阶段大脑后面的小腺体,称为语料库allatum,分泌保幼激素(也称为neotenin)。只要这种激素是存在的蜕皮表皮细胞躺幼虫表皮。在过去的幼虫阶段,保幼激素不再生产,和昆虫经历蜕变成一个成年人。完全变态的昆虫蛹发展中存在少量的保幼激素。

尽管发展受阻状态可能发生在任何阶段,在蛹滞育发生最常见。在温带许多昆虫过冬的蛹的阶段(例如,)。滞育的直接原因,未能分泌增长和蜕皮激素,通常是由昼长减少夏季减弱。

除了变化形式在开发期间,许多昆虫展览多态性作为成年人。例如,工人和生殖种姓在蚂蚁和蜜蜂可能不同,白蚁有战士种姓以及数量和持续的幼虫,成人蚜虫(同翅目)可能有翼的或无翼,和一些蝴蝶显示显著的季节性或两性异形。所有这些差异的一般解释是,虽然能力发展不同形式的基因存在于每一个成员的一个给定的物种,特定的发展受到环境刺激诱发。激素,包括可能保幼激素,可能是代理类更改的控制。

繁殖

Stephen Dalton-NHPA / Encyclopædiyabo亚博网站首页手机a大英百科全书公司。

成人昆虫的生命的主要繁殖。由于生殖性在几乎所有的昆虫,交配浸渍的女性,必须遵循受精的鸡蛋。通常男性寻找女性。在蝴蝶视力是非常重要的,女性在飞行的颜色可以吸引男性相同的物种。在蜉蝣(蜉蝣目)和确定蚊虫(双翅目),男性舞蹈群提供一个视觉吸引雌性。在某些甲虫(例如,萤火虫萤火虫)部分的脂肪体女已经修改形成发光器官吸引男性。男性蟋蟀蚱蜢歌曲吸引雌性的鸣叫,雄性蚊子吸引了女性在飞行中发出的声音。然而,交配中最重要的元素是气味。大多数雌性昆虫分泌有气味的物质信息素作为特定的引诱剂和刺激性的男性。男性同样可能产生激发女性的气味。某些量表(androconia)对许多雄性蝴蝶的翅膀功能。在少量装配气味,活跃,是众所周知的女性海绵状的飞蛾作为男性引诱剂。女王蜜蜂的物质具有同样目的。

交配和鸡蛋生产需要适当的温度和充足的营养。对蛋白质的需求尤其重要,在诸如鳞翅目昆虫(蝴蝶和飞蛾),而只需要糖和水在成年阶段,必要的蛋白质来自幼虫储备。温度和营养常常影响激素分泌。保幼激素或激素的神经内分泌细胞通常需要鸡蛋生产。没有这些激素生殖被捕,和生殖滞育昆虫进入。这种现象发生在马铃薯甲虫Leptinotarsa在冬季。

一些昆虫(如竹节虫Carausius很少产生雄性,鸡蛋没有受精的过程称为发展单性生殖。在温带夏季期间,蚜虫发生只有当孤雌生殖的雌性胚胎的发展在母亲(胎生)。在某些gall蚊虫(双翅目)卵巢卵母细胞开始开发孤雌生殖的幼虫,年轻的幼虫逃脱通过破坏这一过程被称为母亲的身体幼体生殖

感官知觉和接待

触摸

感觉器官的昆虫有一个精心设计的系统。触觉头发集中在天线的触须,腿,和睑板,覆盖整个身体表面。头发会通知昆虫对其环境和身体位置(一种现象称为本体感受)。例如,头发脚与地面接触抑制运动和休息可能会导致一个国家在某些昆虫。修改机械感觉器官表皮叫钟形的器官弯曲检测菌株的覆盖物。这样的器官存在的翅膀,使昆虫飞行运动的控制。钟形的器官,发育良好在小俱乐部性质笼头(修改后双翅类昆虫的翅膀),作为应变仪和使飞行控制其飞行中的平衡。

声音

极其敏感的器官称为感觉器是集中在听觉器官。可以找到这些浓密的天线的雄性蚊子或鼓膜器官的前腿蟋蟀或腹部坑的蚱蜢和许多飞蛾。飞蛾这些敏感的器官能感知发出的尖锐的声音蝙蝠当他们打猎的回声定位能力。昆虫补充声音接待与发音器官的器官,通常是(如蟋蟀)翼膜振动响应硬杆的运动在一排坚固的牙齿。有时(如)一个铜鼓(膜)在胸腔的墙设置在振动快速收缩肌肉。

化学物质

化学认知的薄壁感觉器可能是与人类的感觉味道气味。许多昆虫化学感受器是专门根据特定的行为模式。例如,尽管大约相当于人类感知的花气味和糖的甜味,蜜蜂向女王是极其敏感的物质,这是无气味的人类。和雄蚕蛾兴奋极微量的女性性信息素,甚至在人类的气味非常强烈。

视线

虽然昆虫眼睛清晰提供低于人类的眼睛、昆虫可以形成足够的视觉印象的环境。昆虫有良好的彩色视觉,颜色知觉扩展(如蚂蚁和蜜蜂)到紫外线,尽管它常常未能延伸到深红色。许多花朵图案的紫外线反射人眼不可见但可见昆虫的眼睛。

行为

本能

昆虫将本身的应对它所收到的刺激。以前,昆虫行为被描述为一系列的运动响应刺激。假设已经被一个取代认为昆虫有中枢神经系统内置的行为或模式本能可以由环境刺激引起的。这些反应由昆虫的内部状态,修改前已受到刺激。的行为模式的范围从相对简单反射反应(例如,避免不良刺激,粗糙表面接触的抓爪)阐述行为序列(例如,寻找伴侣,求偶、交配、产卵地点定位;猎物狩猎、采集、和饮食)。的最高发展行为,发现社会性昆虫如蚂蚁、蜜蜂和白蚁,基于本能的原则。

行为模式的一个有趣的例子中发现的leaf-cutter蜜蜂Megachile。雌性蜜蜂第一次定位网站烂木和形状的巢鸟巢隧道很长一段时间了。然后她寻找一个喜欢的灌木的叶子聚集来构建一个细胞。她第一次削减电池盖的盘,然后一系列的椭圆形的墙壁。准备窝后,她规定的混合物花粉和蜂蜜,打下一个鸡蛋,然后关闭细胞更多的叶子。leaf-cutter蜜蜂重复这个序列,直到巢。每一幕可以只在执行这组序列。昆虫不停止修复任何损坏巢但收益并未下一步在她的行为模式。

蜜蜂比leaf-cutter蜜蜂行为更加灵活。个人行为序列是可预测的,但是行为或职责的蜂巢内的选择可以影响需求的殖民地。蜜蜂展现出的能力学习(例如,解释摇摆舞,学习花的颜色),这是很重要的在任何昆虫,找到自己的巢。尽管这些行为是必要的殖民地和食物源的位置,学习能力起到一小部分在整个蜜蜂行为的模式。

的细节行为的实验研究提供了重要的感觉器官的属性信息。这些研究还提供了信息能力的昆虫从他们的经验中学习的环境。

昆虫社会

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在行为的复杂性和学习能力,孤独的黄蜂和蜜蜂的=社会黄蜂和蜜蜂。社会昆虫,然而,已经开发出一种分工,成员必须在适当的时间所需的工作。如果成功的社会,它需要必须传达到个人会员,和这些人必须采取相应的行动。这些需求可能是遇到了一个临时改变现有的个人的行为,或者他们可能会导致发育变化,不同的个体数量的各种等级(例如,新皇后,男性工人,或士兵)。通常,行为和发育变化是由信息素化学信使,传递信息从一个殖民地的成员到另一个地方。

昆虫社会庞大的家庭,所有人都是一个女性的后代。在单身女王蜜蜂在蜂巢分泌信息素被称为女王物质(oxodecenoic酸),这是由工人和通过整个殖民地的食物分享。只要女王物质存在,所有成员都告知女王是健康的。如果女王物质的工人被剥夺,他们立刻进行构建细胞和饲料年轻女王幼虫特别唾液分泌称为蜂王浆,结果生产新皇后。

白蚁和蚂蚁和某些种类的黄蜂和蜜蜂是唯一的昆虫群体包含真正的社会物种。然而,还有许多其他物种表现出一些较小程度的个体之间的交互。

生态

陆生昆虫

昆虫饲料各种有机物和摄食和消化的方法已经成为相应修改。陆生昆虫是面临的主要气候灾害温度极端和干燥。不同物种功能最好在不同的最佳温度。如果太热条件,昆虫寻找阴凉潮湿,阴暗的地方。如果暴露在太阳在热天,昆虫将定位,目前最小的身体表面的热量。如果条件太酷,昆虫仍将在阳光下温暖自己。许多蝴蝶必须伸开翅膀和大型表面暴露在太阳像太阳能收集器温暖的飞行肌肉才能飞。许多飞蛾可以提高温度通过振动翅膀或“颤抖”飞行。以这种方式产生的热量是守恒的头发或尺度,保持身体周围一层绝缘的空气。最优飞行肌肉温度为38 - 40°C(100到104°F)。

在极其寒冷的天气对昆虫的危险是冻结,在寒冷的纬度和昆虫越冬称为冷耐寒。一些昆虫(如,一些毛毛虫和水生幼虫)在体液容忍冻结成冰,虽然它可能细胞内容不冻结。然而,在大多数昆虫抗寒能力意味着抵抗寒冷。这种阻力结果部分从大量的积累甘油作为防冻剂和从血液中生理变化部分,允许过冷温度远低于没有血液冻结水的冰点。

防止水分流失是在陆地环境中生活的另一个重要方面。所有昆虫都有蜡质(脂质)层,外套的外表面外骨骼体壁,防止水分流失。另外,大多数陆生昆虫也避免通过呼吸而散失水分的适应机制和消除浪费。

水生昆虫

威廉·e·弗格森

重大变化所需生活在水生栖息地包括腿的修改为呼吸游泳和适应性。大多数水生昆虫游泳使用第二或第三(或两者)对腿。在某些案例中,远端(离体)腿段可能只是夷为平地,作为桨。动产的毛发,有一排在这些片段,折叠腿提供更少的阻力在前进行程然后延伸,形成一个在动力冲程oarlike表面。在某些行业,如水漫游者(银鲈科),细长的腿让他们“走”表面上看电影的池塘和小溪。

呼吸,有些昆虫只上升到水面,并将大气放到他们的气管系统。蚊子的幼虫只使用最后一双腹部呼吸孔,开放的提示呼吸道虹吸。水甲虫(例如,Dytiscus)之间的空间转换后的翅膀上的保护鞘(翅鞘)和腹部空气储存室。吸气式的昆虫可以延长下沉时期俘获的空气在他们表面的毛发。这空气电影作为物理吉尔并且有可能从水中耗氧量。其他适应水生环境发生在幼虫获得他们所有的氧气直接从水。在蚊幼虫,丰富导管(呼吸管)接触整个薄的角质层。毛翅蝇(Trichoptera)和蜉蝣(蜉蝣目)幼虫对腹部和胸腔气管鳃。在蜻蜓直肠内的幼虫,鳃,水注入,通过肛门,而豆娘有外部直肠鳃。

防止敌人

昆虫可能会得到一些保护角或革质表皮也有各种各样的化学防御。毛毛虫有特殊刺激性毛,分解为包含一个带刺的片段有毒的物质,引起强烈的瘙痒和作为保护

真皮腺体许多昆虫的放电的表皮或有毒的分泌物,而其他人则受到毒物不断出现在血液和组织。这些毒物往往来源于植物的昆虫饲料。在许多膜翅类(蚂蚁、蜜蜂、黄蜂)附属腺在女性生殖系统产生毒性蛋白已经修改。这些毒物,注入猎物,神经系统的瘫痪。在这种状态下猎物作为黄蜂幼虫的食物。膜翅类叮咬也使用,包括蚂蚁,黄蜂和蜜蜂,自卫。

南卡罗莱纳州Bisserot /布鲁斯·科尔曼有限公司
静电的罗斯

隐藏是一个昆虫的重要保护装置。对一些人来说,这可能是通过简单地隐藏在石头或树皮。然而,许多物种依赖某些形式的保护颜色。保护颜色可能采取的形式伪装(神秘的颜色)的昆虫混合成背景。许多昆虫的颜色复制特定背景的细节。把昆虫(Carausius)可以改变他们的色彩匹配的背景将表皮细胞色素颗粒。一些毛毛虫还模式发展背景,尽管这些是不可逆转的。等昆虫的幼虫,它依赖于神秘的色彩,常常把它与刚性死了一样的位置。

另外,昆虫已经成熟的化学防御通常显示明显的警告(警戒色的)颜色。实验证明,食肉动物如鸟类迅速学会将这种颜色“标签”与恶心或危险的猎物。最后,昆虫没有恶心的品质可能获得保护模仿发展中一个引人注目的颜色模式中发现类似的物种。

人口管理

昆虫的数量限制的因素是复杂的。实验研究的人口的粮食甲虫的容器小麦表明,如果添加了第二个物种的复杂性增加。与昆虫的自然栖息地,竞争不仅与成员自己的物种,与许多其他物种,生存的障碍越来越大。物种之间的竞争在一定程度上减少了专业化的物种的利基市场,或栖息地,其他昆虫不竞争。

以前,争议产生数字是否总是依赖(即密度。,limited by the density of the species itself) or whether catastrophic actions, notably the vagaries of weather, were of prime importance. It has since become generally thought that the ultimate factor in the control of numbers is competition within the species for food and other needs. However, in many circumstances, before competition for food becomes significant, numbers are reduced by external factors. Competition within a species is often reduced by wholesale迁移到新的地方。活跃的飞行或可能发生迁移,在蚜虫和蝗虫,很大程度上是由风。的另一个重要因素物种种群平衡多态性的规定,个人的患病率与给定的特征变化的作用自然选择随着环境状况的变化。

形式和功能

外部特征

角质层

从h·韦伯人们经常der Insektenkunde(1966);古斯塔夫•菲舍尔1 -

昆虫被表皮,覆盖一层惰性材料一张表皮细胞。它主要由几丁质碳水化合物也被称作polyacetylglucosamine,骨质晒黑了,硬物质组成的蛋白质醌类。角质层,它的外层防水蜡,防止水的损失蒸发,他还担任着骨架肌肉均附呈。等昆虫的幼虫,角质层柔软而灵活,水压的骨架类型。在这种,体液的压力,维护的体壁下的肌肉紧张,提供了坚定的功能所必需的肌肉参与运动。与硬体昆虫,硬化区域的表皮是由称为骨片,通过灵活的关节连接。在头部和胸腔,表皮硬化灶,称为皮下突起,提供一种内部骨骼肌肉的附件。

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昆虫的颜色部分取决于颜料纳入角质层。然而,最重要的色素常常发生在表皮细胞角质层下面。蝴蝶和飞蛾,色素可存入扁平的头发,或尺度,覆盖在翅膀。一些最聪明的昆虫的颜色不是色素沉淀的结果,但是很细薄层产生的物理干扰的颜色(凹槽或坑)在机翼表面的鳞片或表皮本身。

从h·韦伯人们经常der Insektenkunde(1966);古斯塔夫•菲舍尔1 -

昆虫的祖先很可能有许多类似的片段组成的身体只有轻微的神经系统的聚合前(头)段。这些原始的昆虫的祖先可能看起来像现代的东西蜈蚣,一双附件每一节身体但没有高度发达的头。在当今的昆虫原始段分为三个区域称为头,胸腔和腹部。

前六原始部分熔融形成头部,和这些片段的附件已经修改成天线,承担大量的感觉器官和口器,把食物送到嘴里。眼睛也突出的头。在大多数昆虫的口器,用于咀嚼,由几部分;背后的上唇和唇状结构是一对,齿下颚。这些是紧随其后的是一双结构称为第一次上颌骨,每个组成的刀子一样条裂,hoodlike galea,分段触须轴承感觉器官。成对第二上颌骨部分融合在中线处形成了下唇,或唇。有时平均tonguelike结构,称为下咽部,来自地上的嘴。

昆虫口器已经修改明显,反映特定的喂养方法。双翅类昆虫(真正的苍蝇)提供有益的例子。在原始的(例如,吸血的苍蝇马蝇Tabanus)的下颚和上颌骨形成锯齿状的叶片,通过皮肤和减少血管宿主动物。内唇和喉咽细长槽,这样,当相比,他们形成一个管身上吸血。的tonguelike下唇用于吸入接触液体。双翅类昆虫口器在两个方向发展。在蚊子(蚊科)下颚、上颌骨内唇,下咽部变得极其纤细的雌雄同体,形成一个精美的包和用于穿刺皮肤和进入血管。唇,拉长和槽,只作为管鞘包。在家蝇苍蝇座然而,下颚和上颌骨已经输了;单独的tonguelike下唇遗骸和喂养暴露表面的服务。某些苍蝇相关苍蝇座再获得的一个吸吮血液的能力;然而,因为他们失去了下颚和上颌骨,开发了新的吸血鬼机制。唇的牙齿已经进化为削减通过皮肤,和唇本身陷入组织。的稳定的飞行Stomoxys有一个这样的安排。在采采蝇舌蝇,唇已经成为一个很好,针状的结构通常保护鞘形成的触须上颌骨。

昆虫等的口器的其他昆虫等的口器修改组件提供的切割和吸口器跳蚤,跳蚤plant-sucking昆虫(同翅目),吸血的虫子(半翅目),蜜蜂(膜翅目),和nectar-feeding蝴蝶(鳞翅目)。

胸腔

昆虫胸腔由三个部分(称为前胸,中胸、后胸),这可能是融合,但通常是可识别的。每个部分都有四组硬盘子(骨片);组动物的背部(上),胸膜(双方),和胸骨(底面)。胸骨片位于给定部分通过使用一个适当的前缀(pro -、中间、元);例如,动物的背部(前胸上部骨片)是前背板。

每一部分熊一条腿,在成熟的昆虫,中胸,后胸通常携带一双翅膀。每条腿总是由五部分组成:髋的胸腔,一个小转子,股骨、胫骨和睑板与一至五段。跗骨部分经常随身携带的爪子之间的胶垫(arolia或pulvilli);这些使昆虫光滑的表面。跳跃的腿可能被修改,穴居,抓住猎物,以各种方式或游泳。

机翼在休息的时候可以永久两侧,延长一些蜻蜓(蜻蜓目),或者举行上面直立身体,如蜉蝣(蜉蝣目);然而在大多数昆虫,它们是折叠在腹部。机翼由表皮囊芽从胸腔的墙;囊成为被夷为平地在开发过程中,两个膜,压在一起,加强了增厚的角质层形成圆柱状静脉导管,神经和血液循环的所有部分机翼。一般用于飞翔的翅膀是由薄膜表皮。在一些昆虫,特别是甲虫(鞘翅目),胸腔的中间段的翅膀变得厚角质和作为保护鞘膜hindwings(翅鞘)。

昆虫的运动影响肌肉作用于外部骨架。在跳跃的昆虫(如蝗虫、跳蚤)肌肉收缩的力量用于压缩垫的弹性蛋白,节肢弹性蛋白;抓机制被释放时,蛋白质分子用于项目中储存能量昆虫到空气中。昆虫飞行是通过拍动的翅膀;在这些运动机翼叶片,扭曲从海拔抑郁,产生同样的效果的旋转的螺旋桨飞机。肌肉的能力改变这种倾向控制飞行的方向。的主要飞行肌肉控制飞行两种方式之一:在蜻蜓,直接在每个机翼的杆底部;但在大多数昆虫,间接地通过胸腔变形的形状。胸腔的纵向肌肉抑制铰接的翅膀;垂直肌肉提升。

挥动着翅膀的蝴蝶,每秒可能低至8到12,而蚊子的速度可能超过600人。这些利率可以超过肌肉的收缩和放松的频率响应神经,因为肌肉,他们已经开始收缩和放松后,应对在胸壁交变弹性张力,在频率是由胸腔的自然周期振荡。昆虫的飞行,尽管他们体积小,符合空气动力学法律规范飞行的飞机。

腹部

腹部由最多11段,虽然这个数字通常是减少了融合。附属物通常缺席除了毛毛虫,用5对腹部腹足走路,和成人昆虫的附件后一端已经转化为外部生殖器。男性生殖器都成对卷须用于保存女性;女,三双valvulae用于操纵鸡蛋在产卵。在一些昆虫,特别是蟋蟀和蟑螂,两个触角,在结束后或尾须,腹部感觉器官。

内部功能

消化系统

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营养昆虫的要求是一样的哺乳动物——、无机离子和必要的氨基酸(即。,those that cannot be synthesized by the animal). The requirements for preformed脂肪碳水化合物不同的物种。虽然维生素昆虫,B组需要的维生素A和D是必需的,许多昆虫可以合成抗坏血酸(维生素C)。另一方面,昆虫不能合成足够的数量的胆固醇;因此,实际上,胆固醇可以被定义为昆虫的维生素。

昆虫饲料只在一些限制饮食(如无菌血液、植物汁液,精制面粉)有特殊的细胞称为含菌胞港口共生微生物;这些生物,通过卵子传播给下一代,有利于宿主通过提供一个内部的维生素和其他必需的营养来源。如果共生微生物实验,昆虫无法成长如果没有提供富含维生素的饮食。

消化系统由前肠(口道),由嘴部区域后肠形成同样从肛门区域(肛道)和中肠(中肠)。前肠和后肠排列由表皮连续在身体表面。口腔是紧随其后的是肌肉咽,在吸吮和吞咽功能,和食道,可能扩大作物。作物排放到中肠,有时,在蟑螂,肌胃或前胃。中肠的终止是标记的附件马氏管排泄的主要器官。后肠通常由一个狭窄的回肠紧随其后的是一个更大的和经常厚壁直肠排放的肛门。

消化,不仅分泌的唾液腺也中肠细胞及其憩室,随饮食的昆虫。最重要的酶唾液腺分泌的淀粉酶;中肠分泌蛋白酶等酶,脂肪酶、淀粉酶、转化酶。的产品消化吸收主要在中肠。

后肠接收食品残留物中肠以及废物的马氏管。的最终产品新陈代谢是尿酸、少量的氨基酸尿素;在水生昆虫,盐铵氮排泄的主要形式。在直肠上皮细胞衬肠道壁通常扩大,尤其是在限制区域形成直肠腺体。这些腺体的上皮细胞提供丰富的气管和水的重吸收和函数离子。昆虫的直肠内容干的居住环境通常减少放电前干粪球。在许多昆虫,特别是那些以相对干燥的食物(例如,甲虫——存储粮食)、马氏管的上段由鞘绑定到直肠表面,形成一个cryptonephridial系统,用来增加直肠的能力,重吸收水和盐。产品的消化,排入血管体腔,或一般的体腔,由循环运输液体,或血淋巴器官。

循环系统

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循环系统是一个开放的人,大部分的体液,或血淋巴,占据身体的蛀牙及其附件。一个封闭的机关,称为背血管,从后端延伸至胸腔的头;它是一个连续的管有两个地区,或泵器官,这是局限于腹部,主动脉或进行船,向前延伸至胸腔的头。血淋巴,注入后结束,双方的身体沿着背血管,通过一系列的装有阀的房间,每个包含一对侧开口叫口,主动脉和排放的前面。辅助泵把血淋巴通过机翼和沿天线和腿之前再次向后流向腹部。

循环血淋巴或血液、呼吸不重要,但功能运输营养物质身体的所有部位和器官的代谢废物排泄的马氏管。它包含自由细胞通过姬氏,其中大部分是吞噬细胞吞噬微生物帮助保护昆虫。一个重要组织沐浴的血淋巴脂肪体,中间代谢的主要器官。它存储的脂肪,糖原蛋白质,特别是在蜕变。这些材料是释放作为能源生产所需的组织或生长和繁殖。

呼吸系统

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呼吸系统由充气管道或导管,开放在胸腔和腹部的表面通过配对呼吸孔。肌肉呼吸孔的阀门,关闭了大部分时间,只允许开放吸收氧气的逃避二氧化碳。气管管与身体表面的角质层是连续的。加强了气管螺旋增厚或细长的突起称为taenidia,反复分支,成为减少在细薄壁截面和结束微气管直径小于1微米。细胞之间的微气管暗示他们自身,有时出现渗透,推动深入等离子体膜。

虽然运动完全由气体扩散的氧气和二氧化碳发生在久坐不动的昆虫,机械通风系统在活跃的物种。泵的运动腹部提供必要的武力赶出流的空气呼吸孔,吸他们在其他人。taenidia保持导管膨胀,从而允许空气的自由通行。此外,最活跃的昆虫有大型薄壁扩张的导管气囊流离失所,这有助于增加体积的空气中呼吸运动。缺乏氧气和二氧化碳的积累提供刺激神经中心,从而诱导呼吸在肌肉活动增加。

生殖系统

性的生殖系统由腺体,或性腺(男睾丸和女性卵巢)的导管性产品进行外观和附属腺。变量的两个睾丸是由毛囊的数量精母细胞细长的精子的成熟并形成包。精子,解放与头包在一顶帽子的凝胶状的物质,积累在vesicula seminalis,男性性导管的扩张部分(输精管)。

每个两个卵巢由卵巢管数量。卵巢管注意力集中于这两个概念输卵管,和输卵管团结起来形成一个共同的输卵管的成熟鸡蛋出院。每个卵巢管由一个卵巢和一系列ovarial毛囊。生殖腺是质量形成卵母细胞的未分化的细胞,细胞,护士和卵泡细胞。护士细胞提供营养的卵母细胞在生长的早期阶段;滤泡细胞,这种投资扩大卵母细胞作为一个连续的上皮细胞,为卵黄形成和提供的材料,在最后阶段,放下蛋壳和蛋壳。ovarial毛囊逐渐增加的大小随着卵母细胞生长形成成熟的卵子。

交配有时介绍,一束束的精子直接进入女性阴道的男性交配的器官,或阳茎。附属腺的分泌物女激活精子、精子束分散和免费的精子使他们到receptaculum seminis,或受精囊,存储,准备受精的鸡蛋。在大多数昆虫雄性附腺分泌的材料形成一个艰难的胶囊,或精原细胞;精子是包裹在这个精子包囊,插入阴道的入口。精囊壁通常包含一种凝胶状的物质,膨胀在接触女性的分泌物和部队出精子。阴道为接受精子和产卵。

终端部分的腹部的女性有时被修改成一个产卵管用于存放鸡蛋。蝴蝶和飞蛾(鳞翅目)第二次交配的运河独立阴道已经进化,这样精子进入一个路线,和鸡蛋是由另一个沉积。

蛋壳,或者蛋壳,通常提供一个充气网状组织,提供了呼吸发展中胚胎。蛋壳也穿卵孔,细运河,允许进入的一个或多个精子受精。随着鸡蛋向下输卵管产蛋之前,对面的卵孔来撒谎受精囊管;在这个阶段发生受精。鸡蛋必须防水,防止干燥;每个鸡蛋都有一层防水蜡,有时整个外壳表面,往往对内部衬里。

神经系统

中枢神经系统由一系列的神经节身体的连续供应神经段。三个主要的神经节的头部(前脑中大脑,和后脑)通常是融合形成了大脑或supraesophageal神经节。其余的神经节链是在消化道对腹侧的身体表面。大脑是加入了配对连接词subesophageal神经节,与由配对连接词的三个胸和8腹腔神经节(根据段数)。在大多数昆虫的数量单独ganglia已经减少了融合。最后腹神经节总是服务于几个片段。在homopterans和heteropterans腹腔神经节通常与mesothoracic融合和metathoracic神经节;在更高的苍蝇的幼虫(环裂亚目),大脑的神经中枢,胸腔和腹部形成一个质量。

每一个神经节组成神经细胞尸体躺在外围和大量的神经纤维,神经纤维网,占据了中心。有两种类型的神经细胞,运动神经元和神经元。运动神经元的主要过程,或轴突,扩展ganglia的收缩肌肉,和小过程,与神经纤维网或树突连接。通常小于运动神经元,协会神经元与神经系统的其他部分的神经纤维网。

感觉器官的细胞体,叫做感觉神经元,躺在身体下方角质层的外围。感觉神经元发生在单个细胞或一小群细胞;远端过程,或树突,每个细胞的延伸至表皮感觉器官(感觉器)。知觉的感觉器通常是小毛发修改特定刺激(例如,触觉,嗅觉,味觉,热,冷);每个感觉器由一个细胞和神经纤维。虽然这些小的感觉器官发生的身体,他们在天线尤其丰富,触须和尾须。每个感觉器的感觉细胞发出一个近端过程,或感觉轴突,中枢神经系统内运行,它进入神经纤维网,使接触协会神经的末梢。包感觉轴突和电动机的轴突,封闭的防护膜鞘,构成了神经。

触觉头发可能足够灵敏感知空气振动,因此作为接收声音的器官。鼓膜器官(鼓膜)存在于某些蝴蝶和蚱蜢。以下机械感觉器(弦音的器官)的表面角质层为感知服务的内部压力和身体动作。

的眼睛

眼睛是两种,简单的眼睛,或单眼,复合的眼睛。在更高的昆虫存在两种类型的成人。视觉细胞来源于表皮,其他感觉器官,和连接到光学神经节(大脑的一部分)感觉轴突。每个视觉细胞在其表面区,而在接触产生化学产品,刺激细胞,称为小网膜细胞,启动感觉轴突的神经冲动。light-receptive区,或rhabdom,一般小网膜细胞rodlike形式;因为它是垂直于表面,光线沿着它纵。在简单的眼睛(单眼)lens-shaped面积表皮躺在小网膜细胞形成的集团视网膜。由于光学结构是原始,视觉形象收到原油;单眼只能感知光线,黑暗,运动。

复眼,由许多方面组成的,就像一个蜂巢;每个方面覆盖一群六七rhabdom周围视网膜细胞。每个被称为一个小眼视网膜单位下面的一个方面。不同的数量方面。例如,只有几十个方面的原始apterygote弹尾目,的眼睛家蝇苍蝇座有4000,高度发达的蜻蜓的眼睛可能含有多达28000。

在接收光,光线从一个小区域的视野落在一个方面,主要集中在以下rhabdom小网膜细胞。因为每个点光的亮度不同,所有形式的复眼视网膜接收视场的原油马赛克。在一个与形象相机或在人类的眼睛,复眼的马赛克图像不是倒但勃起。马赛克的细度,因此的程度决议改善与越来越多的方面。据估计,蜜蜂的眼睛视力等于1%的人类。

每个小眼一般是屏蔽窗帘的色素细胞,防止光传播到邻近的复眼。这叫做一个并列的眼睛。眼中的昆虫飞在夜间或在《暮光之城》,然而,色素可以撤回,这样光重叠在某种程度上来自邻近的方面。这就是所谓的叠加的眼睛。图像形成的明亮但不是很锋利,由并列的眼睛。除了感知亮度,昆虫的眼睛能感知的色彩以及一些其他属性的光。

进化和古生物学

昆虫的起源

最原始的昆虫被发现被称为化石在岩石的中间泥盆纪(3.933亿至3.827亿年前)。这些昆虫的身体分裂,就像现在,上轴承一对天线,用三条腿,胸腔和腹部。这些昆虫起源于地支的门节肢动物门。节肢动物门的起源是迄今为止未知,可能出现在前寒武纪时期,也许多达10亿年前。一些节肢动物居住的大海,成为今天的类甲壳纲动物(螃蟹、虾),现已灭绝的三叶虫。其他节肢动物居住的土地。这地面线存在主要有爪类的类,蛛形纲(蜘蛛、蝎子、蜱虫)多足(包括倍足纲(千足虫),少脚纲,综合纲蜈蚣类,或蜈蚣),最后类昆虫纲。

今天最原始的昆虫中发现无翼昆虫(无翅的);有时统称为apterygotes,他们包括proturansthysanurans,diplurans和摘要。同意一般,昆虫是最密切相关的多足类集团,其中综合纲展出的大部分基本功能所需的祖先的昆虫(即形式。y形epicranial缝合,上颌骨的两双,一双单天线,唱针和囊腹段,尾须,马氏管)。因此,普遍认为昆虫可能源自早期symphylan-like形式。

昆虫化石记录

昆虫化石记录有很多差距。在原始apterygotes中,只有摘要(跳虫)被发现的化石在泥盆纪(大约4.192亿到3.589亿年前)。十个昆虫订单被称为化石,主要是晚了石炭系二叠纪次(3.18亿至2.51亿年前)。没有化石被发现从泥盆纪末期(大约3.827亿到3.589亿年前)或石炭纪早期(大约3.589亿到3.18亿年前)时期,当今天的昆虫被认为是进化的关键人物;因此,必须推断从早期演化形态现存的昆虫。

它已成为明显,昆虫进化,和其他动物一样,在某个时期比其他更活跃。有地质时代的“爆炸性”进化中出现了许多新形式。这些时代可能跟随一些修改或创新的身体功能,或气候变化青睐的新发展进化的动物植物。那段时期的进化改变,喂养的新方法和生活导致昆虫口器的多样性和四肢,蜕变的起源,和其他的变化。

昆虫系统学

原始无翼昆虫引起了paleopterous股票。这支股票的后代包括古代化石类型繁荣在二叠纪时期,如巨型蜻蜓或原蜻蜓目(其中一些已经超过半米的翼展)和蜻蜓,蜻蜓(蜻蜓目)和蜉蝣(蜉蝣目),这两个坚持没有改变现在。的原始昆虫股票也引起了neopterous股票,认为包括剩下的昆虫订单的祖细胞。直翅目(蝗虫)和Plecoptera(石蝇)发现了化石即使在晚石炭纪时期。等翅目(白蚁,有时放在订单布莱托帝),奇虫目(webspinners)和革翅目(蠼螋古代起源的),不过毫无疑问,尚未发现化石可追溯到比早些时候中生代(2.52亿至6600万年前)。

进化辐射认为,上述订单在石炭纪也被认为是产生了paraneopterous股票,这形成了一个新的进化过程中辐射的基础二叠纪。现在的这支股票的衍生品逐渐演变为啮虫目(psocids),食毛目(咀嚼虱子),虱目或Siphunculata (吸虱),缨翅目(蓟马),半翅目(真正的bug)同翅目(例如,蚜虫)。

版权Jen & Des Bartlett /布鲁斯·科尔曼(aapl . o:行情)。

几个exopterygote-i.e系谱线。,昆虫s with simple metamorphosis, some of which, such as Mallophaga and Anoplura, are secondarily wingless. The remaining orders are endopterygote (insects with complete metamorphosis). They are shown in the family tree as derivatives of an oligoneopterous stock, which gave rise to Neuroptera (草蜻蛉),膜翅目昆虫(蚂蚁、黄蜂和蜜蜂),和鞘翅目(甲虫)在二叠纪早期(2.989亿至2.723亿年前);这些订单的早期祖先是模糊的,然而,最早的化石相似的形式。一行从二叠纪开始进化辐射引起了mecopteroid股票,并有足够的证据显示这些mecopteroid sub-radiation订单(有时称为panorpoid复杂)的起源提供礼物Mecoptera(蝎子),双翅目(真正的苍蝇),跳蚤(跳蚤)Trichoptera(毛翅蝇),和鳞翅目(蝴蝶和飞蛾)。

进化

翅膀和飞行

昆虫翅膀发展成对的发展结果胸腔、加入了肋骨或血管,气管。这些导管有翅亚纲遵循一个一致的模式,及其具体的修改(称为脉络)是重要的分类和估计的程度的群体之间的关系。脉络的基本一致性表明只翅膀已经进化一次在昆虫;也就是说,所有的有翅亚纲源自一个家族树茎。发现的化石昆虫(石炭纪)的末尾,翅膀是充分开发的。Paleoptera上面的翅膀在空中举行的,如蜉蝣,或持有永久延长身体的两侧,如蜻蜓。整个新翅目有wing-flexing机制(其次迷失在蝴蝶),允许将机翼折叠回到其他表面的腹部。

有翅膀的昆虫必须出现在石炭纪早期,但没有化石证据显示他们进化的方式。一个假设是,翅膀出现在固定飞机侧向扩展胸腔和这些飞机的使用,也许在一些大型跳跃的昆虫,滑翔。后肌肉发达,首先控制倾向,然后拍打的翅膀飞行。另一个假设是,翅膀可能起源于大胸气管沿着腹部,类似于可移动的气管鳃的蜉蝣幼虫。这样的扩展可能是有用的昆虫接触暂时枯竭的水生栖息地和可能在rain-bearing风带到了一个新的水回家。很可能最原始symphylan-like昆虫是陆地。在昆虫进化,然而,独立适应水生栖息地发生。通常的模式是一个成人离开水和分散。许多pterygote昆虫已经成为其次无翅,有时作为单独的物种或组内物种的大量订购,有时是整个订单(寄生的虱子,禽虱和虱目,跳蚤,跳蚤)。

蜕变

通常是认为昆虫蜕变进化成人昆虫逐渐采用了不同的生活方式的幼虫。幼虫和成虫的特点成为基因独立;自然选择,因此,每一个能够独立于其他发展。口器、四肢和其他的形态学特征进行了修改在不同方向和更高的群体。这些差异是一个极端,一个中间蛹的阶段进化到桥幼虫和成虫之间的形态差异。很可能发生蜕变的发展不止一次在昆虫的进化。

喂养方法

昆虫并没有在一个持久不变的环境里发展。在地质时间有惊人的气候变化;此外,进化是连续在所有其他动物和植物。地质昆虫之间的选择压力是不断变化的。结束的时候中生代第一个开花工厂出现了。昆虫进化平行的开花植物;他们一起进化。鳞翅目(蝴蝶和飞蛾),膜翅目昆虫(蚂蚁、蜜蜂和黄蜂),双翅目(真正的苍蝇),和鞘翅目(甲虫)开始饲料,花蜜,或花粉,开花植物越来越多依靠insects-rather比风电为转移的花粉。花蜜腺进化,气味,和引人注目的颜色作为引诱剂那些可能影响跨的昆虫授粉。昆虫同样进化昆虫等的口器修改适合提取花蜜的花朵。

在中生代温血动物(哺乳动物)第一次出现;的黎明早第三纪中,他们已经成为主要的地球的大型动物。温暖的发酵哺乳动物的粪便和腐烂的尸体提供优秀的营养媒体对于许多昆虫幼虫,特别是双翅目、鞘翅目。大人们在两组发现花的营养。一些heteropterans(真正的bug)和双翅类昆虫皮尔斯鸟类和哺乳动物的皮肤,以血液为食。虱目(吸虱和跳蚤(跳蚤)已经变得如此专门用于这种类型的寄生虫的存在,他们与其他昆虫之间的关系尚未明确。

持续的进化

进化是发生在今天的昆虫。他们表现出遗传平衡多态性;换句话说,在应对环境变化小,遗传形式,一个比另一个更成功,将会变得更丰富。有时这些形式并无明显区别,优势可能躺在一些生理变化。它是一个物种有优势基因库可以选择有利的角色,以便该物种对环境变化作出回应。逐步变化可能发生在一个物种在一个大的地理区域。这样的进步的基因变化被称为cline;在某些情况下昆虫的极端cline是如此不同,它们被作为单独的物种和交叉时可能不育。

一个著名的例子在行动中昆虫进化的工业黑变病(积累的黑色颜料黑色素);许多蝴蝶栖息工业区几乎已成为黑色,黑色的形式更宽容污染和不太引人注目的捕食者。这种渐变群的进化的另一个例子是一个昆虫菌株耐药的发展杀虫剂被应用在一个地区好几年了。在世界许多地区家蝇变得高度耐药滴滴涕

分类

区分分类特征

昆虫纲分为订单头的结构的基础上,包括眼睛,口器,和天线;胸腔,包括腿和翅膀;和腹部,包括分割、呼吸孔和附件(尾须,唱针,弹器)。生殖器及其附属结构,通常位于第九腹段,重要的分类。其他分类标准包括刷毛(他们的形式和安排被称为毛序),感官受体(刺、头发、感觉器,鼓膜器官),翅脉序模式,口器的位置。此外,类型的蜕变和形式的幼虫和蛹是用来区分昆虫。

带注释的分类

类昆虫纲
身体分为头、胸、腹部;头1副天线,口器组成一对下颚和2对上颌骨,第二对融合内侧;胸腔与3对腿和通常1或2对翅膀;分段腹部缺少步行附属物;靠近肛门生殖器开口;蜕变通常发生;大约1000000个物种命名;世界范围内的分布。
子类Apterygota
最初地无翼;变形轻微或没有(ametabola);成人1或更多对pregenital附属物;成人下颚阐明头颅单点。
订单Zygentoma (银色的鱼、fishmoths firebrats)
口器ectognathous(暴露)用于咬;天线many-segmented,只有基底段肌肉;化合物的眼睛现在或缺席;跗骨的腿2到4段;11-segmented腹部以分段中间丝+数量可变的外侧,styliform, pregenital附属物和一双many-segmented塞尔西;气管系统和马氏管;变形轻微或没有。
订单Archaeognatha或Microcoryphia (跳蛀虫)
原始的;咀嚼口器改编;天线灵活;身体细长,小脑袋;epiproct内侧定位;化合物的眼睛,有3个单眼。
订单Monura
灭绝;类似于现代蛀虫;尾丝和附件;2 leglike尾须。
子类有翅亚纲
翼或其次无翼;蜕变;成年人没有pregenital腹部附属物;成人下颚(除非大大修改)阐明头颅在2点。
Infraclass Paleoptera
大部分灭绝;翅膀高举在背部或永久延长身体的两侧,不能折叠回到腹部在休息的时候。
以蜉蝣目 (蜉蝣)
长有刚毛的较短的软体(bristle-like)天线和残留口器;翅膀垂直静止,后两人大幅减少;闰的静脉和许多crossveins礼物;腹部长尾须,有或没有一个内侧尾丝;幼虫(女神)水生,campodeiform(长和夷为平地)气管鳃的多种多样的形式;真正的成年之前亚成虫(翼龄)。
订单蜻蜓目 (蜻蜓,豆娘)
食肉的昆虫咬口器;2对延长膜状翅膀,每个都有一个复杂的网络小crossveins和引人注目的耻辱;化合物的眼睛很大,突出;触角短,丝状(细长的);腹部细长苗条和男性附属电枢在第二和第三腹段;幼虫(女神)水生,下唇修改形成适于抓握的机关捕获猎物;通过直肠或尾鳃呼吸。
Infraclass新翅目
有翼的;翅膀灵活,能够折叠到腹部。
总目Exopterygota(不完全变态类)
蜕变简单,有时轻微;蛹龄很少出现;翅膀发展外部;不成熟阶段通常像成年人结构和习惯。
订单Plecoptera (石蝇)
软体昆虫,一些大型长bristle-like天线;口器咬类型,但弱;膜,折叠机翼在静止的腹部;跗骨的腿3段;腹部通常熊一双长有节的尾须;年轻(女神)水生,campodeiform,通常长天线,不同类型的尾须,气管鳃。
订单布莱托帝 (蟑螂,白蚁)
在蟑螂、2对翅膀;增厚根本叫盖;hindwings折叠纵向呈扇形展开的;后腿类似于中产的故事,改编为运行;腿5-segmented睑板;mandibulate口器,用于咀嚼。在白蚁,(即社会昆虫多态形式。,live in large communities consisting of reproductive forms, wingless sterile soldiers, and young stages, or workers); biting mouthparts; wings alike, elongated, membranous, capable of being shed by basal fractures; anterior wing veins strongly sclerotized; fine network between other veins; cerci short; genitalia rudimentary in both sexes; show affinities with cockroaches.
订单Notoptera (mantophasmids grylloblattids角斗士的bug、非洲岩石爬虫或heelwalkers)
在grylloblattids,无翅;眼睛小或缺席;雌性产卵器发育良好;所有的腿相似,用于运行;腿5-segmented睑板;mandibulate口器,用于咀嚼。在mantophasmids,成年人无翼;长而细天线;捕食;捕食动物的腿用于行走; tarsi of legs 5-segmented; variable number, density, and length of spines on legs and body; stout-bodied, closely related to grylloblattids and stick insects; primarily nocturnal, few diurnal species; mandibulate mouthparts.
订单Phasmida (Phasmatoptera ;坚持叶子的昆虫)
通常无翼;当有翼,盖通常比翅膀短;所有腿相似,适合走;mandibulate口器;没有鼓膜;通常雌性产卵管短,藏起来。
以直翅目 (蚱蜢,蟋蟀)
2对翅膀(根本叫盖);股骨的后腿仍跳放大;跗骨腿通常3或4段;特殊的听觉和stridulatory(发音)器官经常出现;mandibulate口器,用于咀嚼。
订单革翅目 (蠼螋)
细长的昆虫咀嚼口器;跟着减少到很短的坚韧盖没有静脉;与径向处理静脉hindwings半圆形,折叠呈扇形展开的,然后横着;许多物种无翼;尾须使脱节和修改,形成严重硬化钳。
订单奇虫目 (webspinners)
群居的昆虫栖息柔软漏斗;咀嚼口器;两对翅膀相似,与径向静脉(R)极大地增厚,其他静脉通常减少;短2-segmented塞尔西;女性无翼,larva-like。
以啮虫目 (booklice或psocids)
小昆虫或分钟长丝状触角,精致的膜状翅膀(虽然很多人无翼),用y形epicranial缝合,扩大post-clypeus(脸上骨片);上颌骨与rodlike叉丝(内部叶)部分陷入头颅;唇瓣大幅减少;塞尔西缺席。
订单缺翅目
分钟有翼或无翅昆虫9-segmented念珠状(珠状的)天线;y形epicranial缝合;正常的上颌骨和唇瓣;翅膀和简化的脉络,能够摆脱在基底断裂线;塞尔西短,单段。
订单Phthiraptera (虱子)
无翼体外寄生虫,包括咀嚼、吸吮虱子;眼睛减少,没有单眼,天线与3 - 5段;咬口器修改;前胸明显和自由;中胸、后胸通常部分融合;胸呼吸孔腹;塞尔西缺席。
订单缨翅目 (蓟马)
分钟,slender-bodied;短天线,锐利的口器;翅膀,当礼物,非常狭窄,减少脉络和长边际刚毛;塞尔西缺席,变形包括1或2不活跃的蛹龄。
半翅目或半翅类 (真错误)
piercing-sucking口器改编,细长的分段喙起源于面前头;前翼的基底部分(称为半鞘翅)增厚,革质,顶端膜;hindwings完全膜;翅膀静止与膜的举行平在腹部前翅膀重叠;单眼存在或缺失;化合物的眼睛通常发育良好。
订单同翅目 (漏斗,烟粉虱,蚜虫,介壳虫)
植物喂食器;为吸口器改编;喙源自的头;翅膀,当礼物,通常4号;前翼结构均匀,膜或略增厚;翅膀在休息通常rooflike举行的身体;男性介壳虫只有1一双翅膀;单眼存在或缺失;化合物的眼睛通常发育良好。
总目全变态类(全变态类)
变形复杂,伴随着蛹龄;不成熟的阶段结构和习惯不同于成人;翅膀发展内部在幼虫阶段。
以广翅目 (昆虫,鱼蛉)
头下巴突出的(水平头上口器坐落在前面);咬口器;丝状触角;2对大翅膀类似,在休息的时候举行rooflike或近平坦的腹部;幼虫长,咬下颚。
订单Raphidiodea (snakeflies)
下巴突出的头,细长;咬口器;丝状触角;前胸细长,圆柱形;2双类似的细长的翅膀,在休息的时候举行rooflike腹部;幼虫长,夷为平地,咬下颚。
订单脉翅目 (草蜻蛉)
头hypognathous(口器位于垂直头上罕见);天线不同;2对翅膀类似,在休息的时候举行rooflike腹部;幼虫长或广泛,穿刺,吸嘴。
订单Mecoptera (蝎子)
通常与细长的丝状触角细长的食肉昆虫,头向下讲坛,咬口器;腿长,纤细;翅膀相似,膜质,进行纵向和横向静止;与短尾须腹部细长;男性生殖器突出(回忆蝎子的毒刺);幼虫毛虫状的(caterpillar-like)咬口器,有时与腹部的脚以及3双胸腿;蛹裸(附件免费)。
订单Trichoptera (毛翅蝇)
小到中等mothlike昆虫bristle-like天线;下颚残留或缺席;翼膜,叶面多毛,在休息的时候举行rooflike后面;幼虫水生,或多或少毛虫状的,通常生活在案件被钩尾附属物;蛹裸与强有力的下颚。
订单鳞翅目 (蝴蝶,飞蛾)
2双膜状翅膀,几个crossveins;翅膀、身体和附属物覆盖广泛的尺度;下颚通常退化或缺席;上颌骨形成卷吸鼻子;幼虫毛虫状的,呼吸孔在大多数领域,通常在腹部与5对腹足除了3双胸真的腿;蛹通常obtect(附件粘在身体)。
以鞘翅目 (甲虫)
分钟大的规模;修改根本角质或皮革(翅鞘),通常形成一个连续middorsal缝合;hindwings膜,折叠低于翅鞘,往往残留或缺席;咀嚼口器改编;前胸大、移动、中胸大幅减少;幼虫不同(campodeiform和毛虫状的)、蛹裸,没有清晰的下颚。
以膜翅目昆虫 (蚂蚁,蜜蜂,黄蜂,叶蜂)
2双膜状翅膀,叶脉通常大幅减少;hindwings小,连接到跟着一排类似;口器咬的主要类型,但通常用于吸液体;通常腹部收缩的底部(叶蜂除外)与第一段融合后胸;产卵器总是为锯现在和修改,穿刺或刺;在叶蜂幼虫通常与不同的头,醉醺醺的毛虫状的移动的附属物;蛹裸,通常在一个茧。
以双翅目 (真苍蝇)
1双膜状翅膀;hindwings修改形成笼头;吸口器,通常形成一个长鼻,有时用于穿刺;下颚很少出现;下唇通常扩大远侧地给两个肉质叶;前胸和后胸小和融合,大型中胸;幼虫毛虫状的无腿的,通常头减少和收回;气管系统多种多样;自由和裸蛹或封闭的硬化幼虫表皮(蛹壳)。
订单跳蚤 (跳蚤)
小,无翅,横向压缩;成年人ectoparasitic温血动物;化合物的眼睛缺席;通常两个单眼;短天线在凹槽头;刺吸口器修改;上颌骨和唇抚摸;胸段免费;髋关节的腿非常大;幼虫纤细,毛虫状的醉醺醺的; pupae exarate, enclosed in cocoon.

关键的评价

分类到上面提到的订单是可以接受的大多数昆虫学家。尽管如此,一些组织仍存在争议的分类、进化关系尚不清楚。

homopteransheteropterans,这里分为单独的订单,有时被认为是作为订单半翅类的子。两组piercing-sucking口器;出于这个原因,他们被认为是彼此密切相关。然而,一些昆虫学家考虑特点除了口器足够重要的协议完全序数地位每组。

这个词neuropteran经常用于描述三个密切相关的组,分类为三个不同的订单:脉翅目(草蜻蛉)Raphidiodea (snakeflies),和广翅目(鱼蛉和昆虫)。尽管趋势已经对这些群体进行分类,不同的订单,他们有时被放置在脉翅目。

鳞翅类中,家族成员Micropterigidae比现有原始trichopterans(毛翅蝇)。尽管一些昆虫学家把他们作为一种独特的秩序(Zeugloptera),其他鳞翅目的订货。

文森特·布莱恩·维格斯沃斯

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更多的阅读

作品提供一个介绍昆虫和他们的研究包括彭妮j . Gullan彼得·s·克兰斯顿,昆虫:昆虫学的大纲五。(2014);和理查德•j•Elzinga,昆虫学基础,6日。(2004)。昆虫形式和系统误差出发,详细讨论了罗尔夫·g·Beutelet al .,昆虫形态学和发展史:昆虫学的学生的教科书(2014)。昆虫生物学详细詹姆斯·b·维特菲尔德亚历山大·h·珀塞尔三世,戴利和老前辈的昆虫生物学概论和多样性(2014)。

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