书城科普读物站在巨人肩上-从哈维谈动植物生理
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第18章 昆虫生育方式探索

昆虫是生生不息的自然界中重要的一员,它们种类繁多、体形多样,生活在大自然的每一个角落。昆虫是雌雄异体的动物,它们通过两性交配来完成传宗接代的任务,但在种类繁多的昆虫纲里,还有若干种特殊的生殖方法,这些生殖方法反应了不同的适应方式。

两性生殖

昆虫的绝大多数种类实现传宗接代是进行两性生殖。两性生殖即经过雌雄交配后,雄性个体产生的精子与雌性个体产生的卵结合后,经过正常发育成新个体。昆虫两性生殖的特点是:卵接受了精子以后,卵核进行成熟分裂(减数分裂),而雄虫在排精时精子已经减数分裂。这同别的生殖方式的分化有密切关系。

孤雌生殖

孤雌生殖即卵不经过受精就能发育成新个体,这种现象在昆虫中并不少见。昆虫的孤雌生殖大致可分为三种类型:1偶发性的孤雌生殖。偶发性的孤雌生殖即昆虫在正常情况下进行两性生殖,但偶尔可能出现不受精卵发育成新个体的现象。如人们较熟悉的家蚕,就能进行偶发性的孤雌生殖。

2经常性的孤雌生殖。例如在膜翅目昆虫(如蜜蜂)中,雌蜂在排卵的时候并非所有的卵都是受精的。在这种情况下,受精卵发育成雌蜂,非受精卵发育成雄蜂,因为很多膜翅目昆虫(包括蜜蜂)的雌虫,其染色体为双倍体,而雄虫则是单倍体。雄虫形成精子时是不经过减数分裂的,当精子同经减数分裂的卵核结合时就成了双倍体,所以就都发育成雌虫。还有一些经常孤雌生殖的昆虫,在自然情况下雄虫极少,有的甚至雄虫还没有被发现过。这些种类的生殖完全或几乎完全通过孤雌生殖。例如一些叶蜂、瘿蜂(没食子蜂)、小蜂、竹节虫、粉虱、介壳虫、蓟马、蓑蛾等,都是孤雌生殖的昆虫。

3周期性的孤雌生殖。即孤雌生殖和两性生殖随季节的变迁而交替进行。蚜虫就是周期性孤雌生殖的一个例子。许多蚜虫只在冬季将要来临的时候才产生雄蚜,进行雌雄交配,生产受精卵越冬;而春季到秋季的十余代都以孤雌生殖繁殖后代,在这段时期几乎完全没有雄蚜。蚜虫在孤雌生殖时(产性蚜时除外),它的后代都是雌的,经两性交配后产的卵到第二年也都发育成雌蚜,唯有产性蚜时才出现雄蚜。

孤雌生殖对昆虫的广泛分布和繁衍起着重要的作用,因为即使只有一个雌虫被偶然带到新的地区,就有可能在这一地区繁殖起来。当遇到不适宜的环境条件而造成昆虫大量死亡的时候,孤雌生殖的昆虫也更容易保留它的种群,所以孤雌生殖可以说是昆虫保护自己、适应环境的有利途径。

多胚生殖

多胚生殖是指一个卵产生两个或多个胚胎的生殖方法。膜翅目的一些寄生性蜂类经常采用这种生殖方法,如小蜂科、细蜂科、小茧蜂科、姬蜂科、蜜蜂科等一部分种类,在捻翅目中也有进行多胚生殖的。

多胚生殖的寄生蜂,将卵产在寄主的卵里,而到寄主幼虫将成熟化蛹时,才变成成蜂离开寄主。寄生蜂在一个寄主里可产生1~8个卵不等,一次产卵,可有受精卵可有非受精卵,受精卵发育成雌蜂,非受精卵发育成雄蜂。这些多胚生殖的蜂卵在成熟分裂时极体均不消失,而是集中在卵的一端,继续分裂,逐渐发展成为包在胚胎外的滋养羊膜。胚胎通过滋养羊膜直接从寄主体内吸取它所需要的营养物,所以滋养羊膜也被称为营养膜。经成熟分裂后的卵核位于卵的后端——与极体相对的一端。随着一次又一次的分裂,卵的后端就膨大起来。只分裂一次的,以后就产生两个胚胎,但就已知的种类看,分裂一次的是极少的,大多要经多次分裂,多者可产生1600~1800个子核,以后每个子核形成一个胚胎,发生胚胎的多少决定于寄主的承受能力。多胚生殖可以看做是对活物寄生的一种适应,因为这些寄生性昆虫常常不是所有的个体都能找到相应的寄主,多胚生殖可以保证一旦找到寄主就能产生较多的后代。

胎生与幼体生殖

昆虫的绝大多数是进行卵生的,但也有一些是胎生或幼体生殖。

胎生即昆虫从母体直接生产出幼虫或若虫的生殖方法,幼体生殖即昆虫在母体尚未达到成虫阶段,还处于幼虫期就进行生殖的生殖方式。凡进行幼体生殖的昆虫,产出的都不是卵,而是幼虫,所以幼体生殖可以认为是胎生的一种形式。既然幼体生殖的母体都没发育到成虫阶段,当然也谈不到两性交配,所以幼体生殖又可看成是孤雌生殖的一种类型。

胎生可以说是对卵的保护的一种适应,而且由于缺乏独立的卵期,所以昆虫完成一个生命周期所需的时间也比较短。幼体生殖同时也都是孤雌生殖,所以也是昆虫的广泛分布和在不利环境条件下保持种群生存的适应。