昆蟲

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昆蟲
化石時期: 396–0Ma
泥盆紀-近期
從左上方順時針開始:雙翅目的舞虻、鞘翅目的象鼻蟲直翅目的螻蛄、膜翅目的德國黃胡蜂鱗翅目的天蠶蛾與半翅目的獵蝽
科學分類
界: 動物界 Animalia
門: 節肢動物門 Arthropoda
亞門: 六足亞門 Hexapoda
綱: 昆蟲綱 Insecta
Linnaeus, 1758
亞綱和目

昆蟲在分類學上屬於昆蟲綱(學名Insecta),是世界上最繁盛的動物,已發現超過100萬種[1]。其中單鞘翅目(Coleoptera)中所含的種數就比其它所有動物界中的種數還多。字原作[2]

昆蟲的構造有異於脊椎動物,它們的身體並沒有內骨骼的支持,外裹一層由幾丁質(英文 chitin)構成的殼[3]。這層殼會分節以利於運動,猶如騎士的甲胄。昆蟲的身體會分為頭、胸、腹三節,有六隻複眼及一對觸角。昆蟲有脂肪體,成分類似脊椎動物的脂肪組織,但作用不同,主要為代謝功能,類似脊椎動物的肝。

昆蟲在生物圈中扮演著很重要的角色。蟲媒花需要得到昆蟲的幫助,才能傳播花粉。而蜜蜂採集的蜂蜜,也是人們喜歡的食品之一。在東南亞和南美的一些地方,昆蟲本身就是當地人的食品[4]

但昆蟲也可能對人類產生威脅,如蝗蟲白蟻。而有一些昆蟲,例如蚊子,還是疾病的傳播者。

有一些昆蟲能夠藉由毒液或是叮咬會對人類造成傷害,例如虎頭蜂在有人入侵地盤時會以螫針注入毒液等。

構造[編輯]

昆蟲解剖圖
A- 頭部 B- 胸部 C- 腹部
1.觸角 2.單眼(前) 3.單眼(上) 4.複眼 5.腦部(腦神經節) 6.前胸 7.背動脈 8.氣管 9.中胸 10.後胸 11.前翅 12.後翅 13.中部內臟(胃) 14.心臟 15.卵巢 16.後部內臟(腸,直腸和肛門) 17.肛門 18.陰道 19.腹神經索 20. 馬氏管 21.爪墊 22.爪 23.跗節 24.脛節 25.腿節 26.轉節 27.前部內臟(嗉囊) 28.胸部神經節 29.基節 30.唾液腺 31.咽下神經節 32.口器

昆蟲的身體分為頭部胸部(thorax)和腹部(一譯:下體,abdomen)。

頭部[編輯]

頭部有著各種感覺器官。觸角(antenna)除了有觸覺外,有時還會傳遞氣味信息。在某些雄性蚊子中,觸角甚至有聽覺,藉助觸角,它們才能聽見同類雌性蚊飛行震動時的聲音,以利於交配。而在另外一些昆蟲,比如蝗蟲或蟋蟀,它們的聽覺器官長在身體其它部位,如下體或者是腿上[5]

昆蟲的眼大多是複眼(ommateum)。複眼有上千隻單眼(ommatidium)組成。每隻小眼會獨立成像,總體合成一副網格樣的全像。很多昆蟲此外還會有兩到三隻單眼(ocellus),它們的作用並非成像,而是通過光調節自身作息生物節律。另外昆蟲的視覺對紫外線敏感,但它們並不能看到紅光

在頭部還有口器(trophi)。它們的上顎是有力的嚼咬工具。下顎主要是穩住和進一步細嚼食物。

但口器也可以有其他形態,如異翅亞目的昆蟲有一個薄薄的尖型嘴,而蜂則有一長軟的吸管。而蜻蜓的幼蟲具有臉蓋mask,「是由下唇特化形成的捕食器官,非常靈活,能迅速伸展,捕獲獵物,其末端裝備著一對能活動的鉤子,鋒利異常,當臉蓋伸向獵物時,這對鉤子迅速鉗住獵物,臉蓋縮回,鉤子將獵物送進口中[6]。」

胸部[編輯]

胸部由三個體節組成,由前向後依次稱為前胸(prothorax)、中胸(mesothorax)和後胸(metathorax)。每個體節都帶有一對附肢,稱為胸足。胸足分成幾節,分別為基節(coxa)、轉節(trochanter)、腿節(femur)、脛節(tibia)、跗節(tarsus)和前跗節(pretarsus)。跗節通常分為5個跗分節,有時還帶有成對的爪子。胸足通常會特化,以更好地完成如挖,跳,游泳或是捕捉等任務。第一胸節的背部被稱為前胸背板(pronotum),通常會特別加固。另外的兩個胸節的背面通常會各帶有一對翅。在甲蟲的前對翅膀之間有一塊三角形的甲片。

翅膀中有分支複雜的血管系統,稱作翅脈,其走向和分布可作為分辨昆蟲種類的特徵之一。前翅比後翅窄而有力,有時會加固,如鞘翅目,其前翅就特化為較堅硬的構造,稱為翅鞘。

雙翅目昆蟲中,只有一對翅膀發育正常。而後面另一對翅膀則成為平均棍。許多無翅昆蟲應該是在進化的過程中失去了翅,而成為寄生蟲,如跳蚤。但是在蝗蟲裡面也會找到許多沒有飛行能力的種類。一些古老,構造簡單的古昆蟲也飛不起來,它們應該是從沒有飛行能力的祖先演化而來的。

腹部[編輯]

昆蟲在腹部有著重要的器官,如管狀的心臟,梯形神經系統,胃腸系統和生殖器官。部分器官會延伸至前方,如神經中樞--咽上神經節或是腦部,和其他動物一樣位於頭部。在軀體中還藏著分支的氣管,會直接把氧氣送到身體的各個器官去。粒線體位於器官開口附近,可以更快的利用空氣。昆蟲在體側壁具有氣孔(trachea),直接與外界大氣接觸,可透過肌肉的收縮而關閉,為一種開放式循環系統。

消化系統[編輯]

昆蟲的消化道系統可以分為前腸、中腸和後腸。

前腸[編輯]

前腸的功能在於取入食物、貯存、磨碎食物,將食物送到下一個區域。 通常前腸被分為口、食道和嗉囊。口的唾液腺提供液體與酵素,可以潤滑並分解食物。嗉囊主要的功能為貯存食物。前胃或稱砂囊具有齒用以磨碎食物。

中腸[編輯]

主要的消化在中腸進行,消化酶在此分泌、消化產物的吸收,然後腸道內食物殘渣及來自馬氏管的的尿進入後腸。 中腸分為兩個主要區域,管狀的胃和末端封閉、被稱為盲囊的側支囊。大部分的昆蟲的中腸皮膜與食物之間有圍食膜,由幾丁質纖維、蛋白質和碳水化合物交織合成,功能為保護消化的細胞。中腸到後腸之間有幽門瓣膜調節物質從中腸至後腸。

後腸[編輯]

水分、鹽類及其他有用的分子則於糞便經由肛門排出之前的吸收。 具有迴腸、結腸和直腸,都用來吸收水分和鹽類。馬氏管作為排泄器官,從血液腔中移除含氮廢物。有毒的氨進行化學反應,轉換成尿素,再轉換成尿酸。以排遺顆粒排出體外。而直腸墊幫助水分再吸收的速率。

生長和發育[編輯]

很多昆蟲受到傷害的時候會吐出液體自衛

堅硬的外殼使得昆蟲的生長受到限制。昆蟲要突破這個生長限制,只能通過蛻皮這一方式。這一過程其實就是昆蟲將舊的外殼褪去,取而代之的是新的更大的外殼。昆蟲的一生大概要蛻皮5到15次,其次數因昆蟲而異。褪皮後,舊外殼被褪去。但有許多昆蟲,如蝗蟲,會吃掉這一層舊外殼。

有些昆蟲其幼蟲和成蟲從外部形態比較僅體型較大,此種稱為無變態,如衣魚,但其成蟲生殖器官發育成熟,具有生殖能力和幼蟲不同,也是從外部形態無法觀察到的改變,而有些成蟲的外形會與幼蟲相差極大,其間的形變被稱為變態發育

如果成蟲與幼蟲生長的地方不一樣,那麼它倆之間的形態差異會非常顯著,如蜻蜓蜉蝣。相反,當兩者生活的環境相似,則他們的形態差別就沒那麼明顯了,如蝗科臭蟲科的昆蟲。

如果幼蟲直接發育成為成蟲,會被稱之為不完全變態。相對於此,若在這兩種活動狀態之間還存在著一個靜止狀態--蛹的話,則會被稱之為完全變態[7]。在這種發育中,昆蟲會經過一個吐絲結,在繭內化蛹的過程。也有昆蟲的發育類型是界乎於這兩者之間的,如薊馬,其最後一個幼蟲階段即是靜止狀態。或者是蛇蛉目鱗翅目的昆蟲,它們的蛹在成蟲破繭而出之前是活動的,而且在最後一次蛻皮之前,它們會另覓他處。

昆蟲的幼蟲階段,其實就是不斷進食的階段,而成蟲的任務通常只有一個,就是生育繁殖,很多時候甚至不再進食。因此幼蟲期通常會長於成蟲期。最好的例子是蜉蝣,它們的幼蟲期長達幾年,而成蟲期只有一天。金龜子的幼蟲期為3年,成蟲活不到幾天。

許多昆蟲的生命周期少於一年,但它們擁有一套內在調節機制,使得其成蟲在每年的同一個季節出現。這對它們來說非常重要,因為有些昆蟲的幼蟲需要依賴某種特定植物,通過這種調節機制使得它們可以在每年同一時候找到合適自己生長的地方。例如某種蜂,它們需要專一收集某種花的花粉花蜜,以提供其後代幼蟲發育所需的營養。因此對於它們來說,采蜜期與花期同步就顯得十分必要了。

昆蟲在靜止期會經歷一系列的構造變化,而靜止期可以發生在不同的發育階段。許多蜜蜂和野蜂在蛹期前9個月就會以飽食狀態靜閉在造好的繭中,而且可以就這樣過上幾年,才成蛹蛻變為成蟲。許多昆蟲可以在一年之間交替幾代。在地球上非常成功生存的家蠅甚至可以在一年之間交替15代。相反,一些蝗蟲和蜻蜓種類,則需要5年的發育期。

昆蟲生態學[編輯]

昆蟲生態學英語Insect ecology是有關昆蟲和周遭環境生態系之間關係的研究。[8]:3。昆蟲在生態系中角扮演多種的角色,像鬆土及通風、害蟲控制、播種或是其他動物的食物來源。例如甲蟲食腐動物,以腐肉或倒下的植物為食,因此可以將生物體轉換為其他生物可以使用的成份[9],而表土的形成也和這些昆蟲有關[10]:3, 218–228

昆蟲的分類[編輯]

標†者爲已滅絕的目

無翅亞綱(Apterygota)

有翅亞綱(Pterygota)

古翅下綱(Palaeoptera)(併系)
新翅下綱(Neoptera)
外翅總目(Exopterygota)
內翅總目(Endopterygota)
類脈總目(Amphiesmenoptera)
分類地位未定

參見[編輯]

註釋[編輯]

  1. ^ Wilson, E.O. Threats to Global Diversity. [2013-05-02]. 
  2. ^ 《廣韻》魂韻:「,《說文》曰:「蟲之總名也」,古渾切」
  3. ^ 昆蟲具有驚人的適應能力. 國台灣大學昆蟲學系暨研究所. [2013-10-28]. 
  4. ^ 世界各地吃昆蟲的習俗. 2013-12-03 [2014-09-18]. 
  5. ^ 動物耳朵比地震儀都厲害. 香港新晚報. 2013-07-22 [2013-10-28]. 
  6. ^ 點水飛龍─蜻蜓. kepu.net.cn. 2008 [29.02] (中文). 
  7. ^ 昆蟲. 教育數位教學資源入口網. [2013-10-28]. 
  8. ^ Schowalter, Timothy Duane. Insect ecology: an ecosystem approach 2(illustrated). Academic Press. 2006: 572 [17 July 2010]. ISBN 978-0-12-088772-9. 
  9. ^ Losey, John E.; Vaughan, Mace. The Economic Value of Ecological Services Provided by Insects. BioScience (American Institute of Biological Sciences.). 2006-04, 56 (4): 311–323(13). doi:10.1641/0006-3568(2006)56[311:TEVOES]2.0.CO;2. 
  10. ^ Gullan, P.J.; P.S. Cranston. The Insects: An Outline of Entomology 3. Oxford: Blackwell Publishing. 2005. ISBN 1-4051-1113-5. 

參考文獻[編輯]

外部連接[編輯]