书城科普读物科学奥秘丛书-昆虫乐园
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第6章 昆虫的器官(3)

昆虫大部分都能够较远距离地飞翔,如蝗虫和粘虫成虫都是飞翔力极强的昆虫。飞蝗可成群结队飞行千里。据我国昆虫学工作者们研究,每年春夏在广东一带越冬后羽化的粘虫,可以成群飞越数千里,漂洋过海到北方去觅食。蜜蜂每小时可持续飞行10~20的公里。牛虻每小时可飞行40余公里。蚊虫为了寻找水源产卵,也可以飞行数公里。蜻蜓、螽斯和某些种天蛾也能够持续飞行数百里乃至千里而不着陆。某些昆虫除飞行距离远外,飞翔速度也很了不起,蜻蜓每秒钟飞10~20米;金龟子每秒钟飞2.2~3米;天蛾每秒钟飞5米;菜粉蝶每秒钟飞1.8~2.3米;家缎每秒钟飞2米;牛虻每秒钟飞4~14米;蜜蜂每秒钟可飞2.5~6米。因为昆虫有这样强的飞翔能力,再加上高空气流和风的影响,便给昆虫远距离飞迁提供了良好的条件。

以上这些翅的形状和飞行的特点,都在一定程度上反映了各种昆虫的生活特点,同时也给人们提供了认识昆虫种类的依据。为了防止害虫扩大蔓延,我们必须把害虫消灭在长翅膀以前,例如飞蝗、盲蝽等都要消灭在三龄以前。

腹部构造

昆虫的腹部是整个身体的最后一大段,与胸部相连接。它是昆虫消化食物和繁殖后代的中心。腹部一般为9~11节;少数种类减至3~6节。末尾几节常合并或退化,有时第1节与胸部最后1节合并为并胸腹节,其余各节的构造十分相似,由背板和腹板组成,前8节通常各具1对气门。各节间有由褶叠起来的膜连接着,所以昆虫的腹部才能够自由伸缩,如蝗虫产卵的时候能把腹部拉长,把卵产在较深的土里,主要是依靠节间膜的作用。最末一节着生1对尾须,起感觉作用。

繁殖器官

雌成虫的第8节和第9节处生有产卵的构造,称作产卵器。产卵器一般为管状,由位于第八节上的第一产卵瓣及位于第九腹节上第二、第三产卵瓣组合而成,第三产卵瓣是产卵器的背面(背产卵瓣),第一产卵瓣是腹面(腹产卵瓣),第二产卵瓣在中间(内产卵瓣)。昆虫的产卵器形态多种多样,蟋蟀的产卵器长矛状;螽斯的产卵器像一把大刀;叶蜂的产卵器很像一把带齿的锯;一些蜂类的产卵器是细长的螯针,有的短小,特化成能注射毒液的螯刺,平时藏在体内,捕获猎物时伸出螯刺寄主,或用来防御敌害,卵则从螯刺基部产出,如胡蜂、蜜蜂等;姬蜂的产卵器通常很长,甚至超过体长数倍,能够很方便地将卵产在寄主体表或体内。并不是所有的昆虫都有产卵器,如甲虫、蝶、蛾、蝇等,产卵由腹部末端来执行,它们的腹部末端数节逐渐变得细长而相互套叠,产卵时可以伸得很长,将卵产在缝隙、物体表面或凹陷的地方。这种构造称作伪产卵器。有翅亚纲中一些低等的种类,如蜉蝣,也没有特化的产卵器,卵是通过两条侧输卵管在第7节腹板后的膜上形成的一对产卵孔产出的。产卵器的形状、构造及有无可以帮助我们了解昆虫产卵的方式和习性,比如具有锥状产卵器的蝗虫和矛状产卵器的蟋蟀是在土中产卵的,而没有特化的产卵器的昆虫就只能把卵产在物体表面或浅层缝隙中。蝉、叶蝉等具有针状的产卵器,它们和具有锯状产卵器的叶蜂、树蜂一样总是将卵产在植物组织中,而寄生性的蜂类常用外露的针状产卵器来将卵产在寄主的体内或体表。

雄虫的外生殖器被称为交配器,是用来交尾的器官。交配器主要包括阳具和抱握器两部分。阳具将精子送入雌虫体中,抱握器在交配时负责握持雌虫的身体,使之处于合适的体位。阳具一般为锥状或管构造,包括阳茎基和阳茎,阳茎端部为射精管的开口处。交配时,在肌肉活动和血液的压力下,阳茎伸出体外,直至深插至雌体的交配囊内将精子输入交配囊。抱握器多来源于第九腹节的附肢,形状变化很大。无论阳具还是抱握器在不同类群中均呈现出不同变化,如直翅目、蜚蠊目、螳螂目昆虫,它们的雄性外生殖器只有阳具及其衍生构造,没有抱握器,而同翅目昆虫除了具有发达的阳具外,还有辅助交配器,其中包括抱握器。不同种昆虫的外生殖器形态差异很大,以此来实现种间隔离,保证只有同种个体才能交配。因此,雄性外生殖器的构造在昆虫分类中很重要,特别是近缘种类的鉴定,离开雄性外生殖器几乎无法区别。

尾须(尾巴)及其功能

尾须一般是1对须状物体的突起,着生在第11腹节转化成的肛上板和肛侧板之间的膜上,虽然有时好像生在第10节上,但它们是第11腹节的附肢。

尾须只在低等的昆虫,如部分无翅亚纲和有翅亚纲中的蜉蝣目、蜻蜓目和直翅类等中较为普遍,并且形状、构造等变化较大。蝗虫的尾须如刺状,不分节;缨尾目、蜉蝣目昆虫的尾须呈细丝状,分成许多节。还有很多中间类型的。尾须上常有许多感觉毛,是感觉器官。但在双尾目的铗尾虫和革翅目(蠼螋)中,尾须硬化,形如铗状,用以防御;蠼螋的细状尾须还可以帮助折叠后翅。

在缨尾目和部分蜉蝣目昆虫中,细长的尾须间,还有1条与尾须极相似的中尾丝。中尾丝不是附肢,而是第11腹节背板的延伸物,有一对尾须和一根中尾丝是这两类昆虫最易识别的特征。衣鱼,俗名蛀书虫(属缨尾目衣鱼科),体小柔软,身披银灰色鳞毛,常栖息于书籍、纸张和衣物间蚀食。一旦被人发现,动作极为敏捷,转眼便“溜之大吉”,无影无踪。它们这种逃避天然敌害的本领,与生长在腹部末端的尾须有着极为密切的关系。衣鱼的尾须是三条分节的比身体还要长的细毛须。这3条尾须不但有着触觉的功能,也是运动的附属器官。衣鱼善于爬行在垂直的墙壁上,除肚子下面有着起吸附作用的泡囊外,尾须总是紧贴着墙壁,上面那密集的短毛还起到助推和防止下滑的作用。衣鱼为防止蜘蛛、蝇虎等天敌的捕食,停息时总是不停地摆动着尾梢,诱使天敌将注意力集中到尾梢上来,当尾巴被抓住,分节的尾毛即断掉,身体便可乘机逃脱。这可算是“舍尾保身”术吧。

昆虫的“盔甲”

体壁

昆虫身体表面“皮肤”非常坚硬而且不能随意弯折,就像是穿了一套盔甲,我们称之为体壁,是昆虫含有几丁质的外骨骼。昆虫的体壁对昆虫起着十分重要的作用,它既要坚硬、结实,足以承受肌肉,保护身体不受机械损伤,且能够防止水分过量蒸发,又要具有一定的柔韧性。体壁作为一种起保护作用的器官将昆虫的内部器官与外界环境隔开。可以说它既是皮肤,又是骨骼。作为前者,它帮助昆虫有效地保持了水分,阻止了外界不良因子的入侵。作为后者,它决定了虫体的外部形态。这种一举两得的巧妙构造为昆虫的生存发展打下了良好的基础。

体壁主要分为三个层次,由外向内依次为表皮层、皮细胞层和底膜。表皮层是皮细胞层分泌出的非细胞性的物质。体壁的许多特性,如坚硬性、弹性、不透水性、抵御外物侵入的特性以及类似骨骼的支撑作用,都是表皮层表现出的特性。表皮又可分为外层的上表皮(由外向里依次为护蜡层、蜡层和角质精层)和内层的原表皮(几丁质和蛋白质的复合物)。皮细胞层是连续的单层细胞的活组织,有较活泼的分泌机能;分泌活动随蜕皮的进程而起着周期性的变化。皮细胞特化还可形成昆虫体表的外长物如刚毛、鳞片、刺、距及陷入体内的各种腺体及各种感觉器官如视觉器、听器等。底膜是紧贴在皮细胞层下的一层薄膜,由血细胞分泌形成,主要成分为中性粘多糖,它起着隔离皮细胞层与血腔的作用。

体色

昆虫的体色非常丰富,有的昆虫色彩艳丽、斑斓夺目,甚至还呈现出变幻莫测的金属色泽,也有的昆虫颜色暗淡、陈旧,实无美丽可言。那么昆虫的不同色彩是怎样形成的呢?不同的颜色对昆虫有什么特殊意义吗?

昆虫的体色大多数是由体壁和它的衍生物产生出来的,也有的来自不同的皮下组织或血液。根据体色的成因我们把它分为两类:一类是色素色,是由色素化合物形成的颜色,这些物质可以吸收某种光波,而反射其他光波,从而形成各种颜色。它们多半是代谢的产物或副产物,如黑色素、类胡萝卜素、蝶啶类等。当色素存在于表皮内部时,我们把它称为表皮色。表皮色在昆虫死亡以后还能保持很长时间的稳定性,如翅上的花斑。若色素位于表皮下的真皮细胞内,则称为真皮色,真皮色往往随着昆虫的死亡而逐渐消失。有些昆虫活着时呈嫩绿色,可制成标本后不久,嫩绿色渐渐变成了黄褐色,就是这个缘故。另一类颜色是结构色,是光照射在虫体表面的不同结构上而产生折射、反射及干扰而形成的。昆虫身体的金属光泽属于结构色,结构色不会因昆虫死亡或煮沸、漂白等处理而发生改变或消失。昆虫的色彩大多是混合上述两种色泽而成的,称为混合色,如有一种美丽的蝴蝶叫做幻紫蛱蝶。它的翅呈黄褐色,当从不同的角度看时,又显现出梦幻般的紫色闪光,其中黄褐色是色素色,而紫色闪光则为结构色。昆虫有了这样那样的颜色,就可吸引异性求偶、隐藏或示威避敌,还可避光保护自己。