直接发育为新个体,如蚜虫)、多胚生殖(一个卵产生多个胚胎的生殖方式,如膜翅目小蜂)、幼体生殖(处于幼虫期就进行的孤雌生殖,如长跗摇蚊),还有些种类营卵胎生(受精卵在母体内孵化成幼体,如麻蝇)。
6、昆虫的发育和变态:昆虫的胚胎发育是包在卵壳内完成的,从受精卵开始到胚胎发育完成破壳而出(孵化)为止。胚后发育是由幼虫始到成虫性成熟止的整个发育过程。幼虫的生长伴随着蜕皮,每种昆虫的蜕皮次数是固定的。刚孵出的幼虫为第1龄幼虫,第一次蜕皮后为第2龄幼虫。相邻2次蜕皮间所经历的时间称龄期。昆虫一生中的最后一次蜕皮称羽化。羽化后的昆虫为成虫。
昆虫由幼虫发育为成虫,往往要经过形态构造和生活习性方面的一系列变化,这种变化称变态。昆虫变态主要分下列几种类型。
(1)不完全变态:有3个虫期(卵、幼虫、成虫),幼虫和成虫比较,除幼虫体小、性器官未成熟外,还有形态和生活习性的不同,又分2类:
渐变态:幼虫和成虫在形态上比较相似,只是性器官未成熟,翅发育不全,而生活环境和生活习性一样,其幼虫称若虫,如蝗虫。
半变态:幼虫和成虫的形态和生活习性均不相同(幼虫水生,成虫陆生),这种幼虫称稚虫,如蜻蜓目、襀翅目。
(2)完全变态:有4个虫期(卵、幼虫、蛹及成虫)。幼虫和成虫在形态和生活习性上常有显著的区别,幼虫必须经过表面上不食不动,但体内进行结构改造的蛹期才能转变为成虫。如螟虫、金龟子、蜜蜂、蚂蚁等。
7、昆虫的多型(态)现象:指同一种昆虫在形态构造和生活功能上表现为3种或更多种不同个体的现象。有些多型现象是因季节变化而出现的,如黄峡蝶夏季和秋季体色各不同,夏型的黄峡蝶色彩深而鲜明,翅缘缺刻较钝圆。蚜虫在同一时间内既可出现有翅胎生蚜,又可出现无翅胎生蚜,入冬前还会出现有翅的雄蚜和无翅的卵生雌蚜。
营群体生活的等翅目白蚁,膜翅目蜜蜂、蚂蚁等多态现象特别明显。如白蚁有5种主要类型:即3种生殖蚁(大翅型、短翅型、无翅型)和2种不育的工蚁和兵蚁。蜜蜂中有蜂王、雄蜂和工蜂。
8、昆虫的世代:一种昆虫从卵开始经过幼虫、蛹到成虫性成熟产卵为止的整个周期称为一个世代。一年只完成1个世代的昆虫称为一化性昆虫,一年有两个世代的称二化性昆虫,一年有多个世代的称多化性昆虫。另有绝少数种类完成一个世代可长达几年或十几年,这些种类称多年一代昆虫或多年性昆虫。
9、昆虫的休眠与滞育:昆虫的休眠现象是对不利的外界环境条件(如严寒、酷热、干旱、食物不足等)的适应,表现为停止活动,代谢降低,呈相对静止状态,一旦不利因素被解除,昆虫可立即恢复正常的活动与发育。休眠可分为夏眠和冬眠。
昆虫滞育的表现和休眠差不多,但引起滞育的主要原因是具有一定的遗传特征,出现在每个世代。滞育虽也由不利环境因子(光照、温度、食料等)所引起,但一旦进入滞育后,必须经过较长的时间,并要求一定的刺激因素(主要是低温),再回到合适的条件下,才能重新继续生长发育。昆虫的滞育受神经激素调控。
10、昆虫激素:昆虫的生长发育和变态是由激素调控的,昆虫的种间通讯也离不开激素作用。激素由昆虫的内分泌系统产生。内分泌系统包括有分泌功能的细胞和腺体,如脑神经分泌细胞群、咽下神经节、心侧体、咽侧体、前胸腺、某些体神经节、绛色细胞、睾丸顶端分泌细胞等。分泌的激素分为内激素和外激素2大类。内激素分泌后,经血液分布到作用部
位,在不同的生长发育阶段,相互作用,调控昆虫的生长、发育、变态、滞育、交配、生殖、两性异态、多态现象及一般的生理代谢。
昆虫的生长发育要经卵、幼虫、蛹、成虫等阶段,这个发育过程就由脑神经分泌细胞分泌的脑激素,由咽侧体分泌的保幼激素和由前胸腺分泌的蜕皮激素3种内激素来调控。脑激素是内分泌系统总的控制中心,可活化咽侧体和前胸腺。幼虫蜕皮前,血液内脑激素含量增高到一定程度,促使前胸腺分泌蜕皮激素,幼虫即开始蜕皮。在保幼激素同时存在的情况下,幼虫蜕皮后仍保持幼虫形态,但在蜕皮激素单独存在下,幼虫脱皮后变为蛹。
外激素又称信息素,是昆虫个体间的信息传递媒介物,它是由昆虫体内产生后分泌到体外起作用的,能够影响同种其他个体的行为、发育和生殖等生理活动。性信息素是由同种昆虫的某一性别分泌出的化学物质,对同种异性产生作用。如初羽化未交配过的蜂王,其上颚腺可分泌出一种蜂王信息素,以此引诱雄蜂前来交配。追踪信息素多为社会性昆虫所分泌,如当蜜蜂的某一工蜂发现蜜源后,由其腹部第7节的外分泌腺分泌释放出追踪信息素,指引其他工蜂到此采蜜。报警信息素是昆虫受到惊扰后分泌出的给同类以报警信号的化学物质。聚集信息素是一些昆虫分泌物能使同种昆虫聚集在一定的取食地点或交配场所。另外还有种间信息素、益己信息素、益他信息素等多种外激素。
11、体色及拟态:昆虫在长期的演化过程中,发展保留下来很多有利于自己生存的本领。昆虫利用体色和形态与它们所处的背景、环境十分相似,而使自己隐蔽起来,不被天敌发现或有利捕食。如生活在青草里的蚱蜢为绿色,生活在枯草里的蚱蜢为黄褐色。竹节虫无论外形还是颜色都很像竹子。还有一些昆虫采用模仿其他生物的办法来保护自己,称为拟态。如食蚜蝇的形状和颜色与有螫刺的蜜蜂或胡蜂很相似。天鹅绒胡蜂幼虫的头部无论从外形、颜色还是花纹、眼、表皮的样子无一不像蛇头。某些有恶臭或毒刺的昆虫都具有鲜艳的色彩和斑纹,以使敌害易于识别,不致遭到攻击。如毒蛾幼虫多有鲜艳的色彩及斑纹,若被鸟类吞
食,其毒毛会刺伤其口腔粘膜,于是这种幼虫色彩成了对鸟的警戒。蜂类黑、白相杂的颜色,瓢虫的各种斑纹等也是警戒色。
三、节肢动物与人类
节肢动物种类繁多,分布广泛,数量浩大,因而必然影响到所有的生物,并直接或间接地与人类发生密切的关系,其中尤以昆虫纲、甲壳纲的关系最大,其次是蛛形纲和多足纲。 (一)有益方面:
1、提供人类食品:甲壳类中的虾、蟹是人们喜食的水产食品。目前世界各地食用的昆虫包括8类、63属、373种,都是高蛋白质食品并有一定的保健功效,如白蚁、蝶、蛾、蝗虫、蟋蟀、蚂蚁、龙虱、桂花蝉、蜜蜂、螳螂、蚕蛹等。我国近几年新开发上市的保健品、新资源食品、特殊营养食品中涉及昆虫的产品已有上百种。
2、可作饵料:甲壳类里的枝角类和挠足类是各种幼鱼的天然饵料。昆虫及其幼虫又是鸟类及家禽的饵料,目前已有人工养殖摇蚊幼虫、黄粉虫及蝇蛆作为水生动物及畜禽的食物。 3、可供药用:近年来国内昆虫医药保健品的研究开发工作异常活跃,对昆虫资源的利用已由过去的仿制、移植为主发展为以活性物质、有效成份的利用为主开发新药、新产品。尤其是生物技术等现代新技术的利用,已开创出昆虫资源综合开发利用的新途径。如应用生物技术将桑蚕、蓖麻蚕、柞蚕等昆虫作为基因工程载体,导入外源基因,用于生产干扰素、乙肝疫苗。利用昆虫的免疫系统和免疫机制,在柞蚕、麻蝇等虫体细胞内诱导产生抗菌肽、抗菌蛋白、凝集素、免疫肽等,用于生产广谱性抗菌、抗病毒、抗肿瘤生物制剂。目前,药用昆虫涉及300多种。此外甲壳类、蛛形类等涉及的药用动物也近30种,如蜘蛛、蝎、蜈蚣、鲎等。
4、提供工业原料:昆虫和其他节肢动物可以提供多种工业原料。如家蚕、柞蚕、蓖麻蚕
的蚕丝是丝织品的原料,我国的产茧量和产丝量都占世界首位,经济价值极大。白蜡虫分泌的虫白蜡是工业用的绝缘和防雨剂。蜜蜂分泌的蜂蜡,在铸造、光学仪器、制革、电气等工业中被广泛应用。紫胶虫分泌的紫胶是高级涂料及电的绝缘体,也可作橡胶填充剂、防湿剂等。角倍蚜、倍花蚜形成的虫瘿可制取五倍于酸,可鞣制皮革、制墨水、制染料及医药上用作收敛、消痰剂。
5、传粉:在自然界的开花植物中,65%以上是靠动物传粉,其中昆虫起了主要作用。鞘翅目、膜翅目、鳞翅目、双翅目的一些种以花蜜和花粉为食,在采食的同时也完成了植物间的传粉作用。一些果树、瓜菜类以及农作物都是虫媒花,因此果园(如荔枝、桃、梅)在开花季节招引蜂群前来采蜜,可提高果树授粉率,以增加果树产量。
6、环境保护与生物防治:枝角类小型甲壳动物在清洁水域环境中有重要作用,它们利用附肢不停地滤取细菌,有机物腐屑等悬浮物,像滤器一样促进水域净化,同时大触角及附肢的不断打动也增加了水中的溶氧量,加速污染有机物的氧化。另外枝角类也被用作监测和评价水域污染的指示生物及药物测定和毒性测定的理想生物测试材料。
自然界的各种动植物和微生物彼此之间由于摄食关系而形成食物链。危害农作物、果树、林木及仓贮物,危害人类及经济动物健康的昆虫为害虫,而害虫又被肉食性昆虫所食,这些肉食性昆虫就称天敌昆虫。天敌昆虫有2类,一为捕食性天敌昆虫,如瓢虫的成虫及幼虫主要捕食蚜虫、介壳虫、粉虱和棉红蜘蛛。草蛉幼虫以食蚜虫而得\蚜狮\之美称。另一为寄生性天敌昆虫,如卵内寄生的赤眼蜂以水稻二化螟、玉米螟及棉蛉虫卵为产卵场所。幼虫内寄生的松毛虫姬蜂以细长的产卵管插入害虫幼虫体内产卵。蛹内寄生的红蛉虫金小蜂,成虫内寄生的日光蜂等。目前人工繁殖的节肢动物用于害虫生物防治的主要有寄生蜂、瓢虫、食蚜蝇、草蛉、螳螂、蜻蜒以及蜘蛛,尤其蜘蛛的生物防治功不可没。生物防治效果显著,不伤害其他动物,不造成环境污染。