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科学网---虫虫的嘴巴

2015-10-09  碧水蓝天

在物种水平上,虫虫们是地球上生物多样性最高的类群。根据Groombridge(1992)的统计在已知的170万个物种中,脊椎动物有4.5万种,植物有25万种,而虫子有95万种(占56%),在估计的全球物种数量中,虫子占了大约64%。而据Wilson(1992)的统计,目前已描述的物种约有140万种,虫子约有75万种,占已知物种数的53.5%。

 

世界上已被描述的生物物种大约1413000个(Wilson, 1992)

虫虫们不仅在数量上表现出比别的物种更高的多样性,它们在功能上同样表现出多样化,如许多不同的食性和取食方式:或吃植物(这直接关系到我们的饭碗)、或捕食或寄生或分解,还能传粉(当然也能传病)等等。而虫虫们影响人类生存、生活与发展的广度和规模,可用Wilson 1987年一篇论文的题目来形象地表述:The little things that run the world

我在前天上的一篇东东里放了几幅紫金山上的虫虫照,那蝶儿确实漂亮,而其黄灿灿的嘴巴尤其鲜艳夺目。这里就再多说几句虫虫们的嘴巴吧。

虫虫们的嘴巴在昆虫形态学中叫做口器,蝶和蛾在昆虫分类学中属于鳞翅目,他们的嘴巴称之为虹吸式口器,是蝴蝶和蛾类特有的口器。因为这类口器长得象一根中间空心的钟表发条,用时伸开,不用时就卷起来,所以它能吸到花朵深处的花蜜。这种构造一般用来吸食花蜜,那也差不多是他们唯一的食物,所以才有蝶恋花哦!不过有时他们也用它来吸食成熟的果实或植物汁液,如紫金山上的虫虫们津津有味地吸着树干上淌出的树胶。这根喙管是由左右下颚的外颚叶极度延长后合在一起形成的,它由无数的骨化环紧密排列而成,环间有膜相连,故能伸能屈。下唇只留下发达的下唇须。

 

左:虹吸式口器象一根中间空心的钟表发条。右:美味大餐-一只蝴蝶在吸食熟透了的无花果

 

 柑桔凤蝶飞向益母草,还有一段距离它就迫不及待地伸出了长长的喙管

 

 天蛾在取食,注意它伸入花中的长长的喙管

 

虹吸式口器模式图

蝶和蛾都是漂亮的MM或GG,可是,他们的孩子们却是另一番光景,那可都是些令人恐怖的毛毛虫!而且他们的嘴巴也和父母截然不同,不是吸食了,而是要把植物一口口的嚼碎吃掉,这种嘴巴叫做咀嚼式口器。所以毛毛虫不仅仅丑陋而且还穷凶极恶,往往都是大害虫!

 

 蝴蝶的幼虫

 

天蛾的幼虫

 

鳞翅目幼虫的头部与口器

咀嚼式口器是最原始的形式,这种口器在虫虫中是比较典型的,其它类型的口器都是由这种类型演变而来的。咀嚼式口器是用来取食固体食物的,它和人的嘴巴一样有上唇、下唇、上颚(牙齿)、下颚和舌,有下唇须和下颚须。上颚的前端有锋利的齿,叫做切区,用来切断食物;它的后部有一粗糙面,叫做磨区,用来磨碎食物。因此,虫虫们的上颚与人类牙齿的排列和功能有异曲同工之妙。下唇须、下颚和下颚须是感觉和辅助取食器官,下唇须和下颚须有味觉、嗅觉和触觉的功能。蝗虫的口器是咀嚼式口器的代表,此外,鞘翅目的成虫和幼虫、脉翅目成虫及膜翅目多数成虫也都是咀嚼式口器。

 

 蝗虫头部特写

 

 螳螂头部特写

 

 左:螳螂在捕食。右:甲虫Platynus decentis的头部和口器(下面是其胸部)

虎甲,口器清晰可见

 

 两种虎甲的口器的电镜照片

 

 龟纹瓢虫正捕食蚜虫,津津有味哦!

 

 兵蚁的口器

 

 蚂蚁的口器

 

蛇蛉的口器

吸食动物血液和植物汁液的虫虫们的嘴巴就象一个空心的注射针头,取食时把针状的口器插到动植物的组织内吸食其中的汁液,虫虫们这种嘴巴叫做刺吸式口器,大害虫稻飞虱就是这一类虫子。这种口器的构造很巧妙,实际上就是把原来的下唇延长成一个收藏或保护口针的喙,上颚和下颚的一部分演变成细长的口针。口针的数目有变化,蝉(知了)有4根,虱子有3根,而蚊子有6根。因为要刺入和吸取动植物的汁液,所以在口腔和咽喉部分形成了强有力的抽吸结构--食道唧筒。

 

 刺吸式口器_模式图

 

 蚊子的刺吸式口器_模式图

 

 刺吸式口器装片 蚊子

 

 蝽象的口器

 

蝽象的口器_2

 

 蝽象的口器_3

 

正在吸食稻株的褐飞虱,瞧它那大肚子,里面全是卵。这是放大图,实际上稻飞虱只有半个大米粒那么大。

还有一种特殊的刺吸式口器常称之为锉吸式口器。 如蓟马的口器,其头部向下突出,上唇和下唇合成一个短小的喙,内藏舌、左上颚和下颚口针,其右上颚已退化或消失。取食时,口针插入植物组织内,将其刮破,待汁液流出后再吸入消化道内。另外脉翅目幼虫(蚜狮、蚁狮)具有捕食性的刺吸式口器,简称捕吸式口器,其特点是上颚和下颚从两侧伸出头前,外形似1对镰刀。这类口器由左、右的上下颚分别合成刺吸构造,因而常被叫做双刺吸式口器。

 

蓟马,这是放大的图像。它很小很小,小得用肉眼看它都费劲 

 

 蓟马的头部正面观,口器在下方

 

 蓟马喙的横切面

 

蚜狮(身上驮了一大堆伪装物)和蚁狮

具有刺吸式口器的虫子往往成为传播动植物流行病的虫媒,它们在取食过程中还常伴随着疾病的传播。如蚜虫、飞虱、叶蝉等同翅目昆虫传播植物病毒病,蚊子、跳蚤等传播疟疾等。

另一种虫虫嘴巴是舐吸式口器,如苍蝇的嘴巴。苍蝇的嘴巴就象一个蘑菇头,吃东西又吸又舔。它们的下唇特化成了喙,其前壁向下纵凹成唇槽,上唇呈刀状盖在上面,槽内藏着扁长的舌头,舌与槽形成食物道。喙在外形上是由主要为膜质的基喙、筒状的中喙和末端分为2瓣的端喙(即唇瓣)组成的。唇瓣上有一系列环沟,环沟集中到中央的缺口--前口上,前口附近的环沟间有齿,称前口齿。 取食时,它们的两唇瓣展开平贴到食物上,使环沟的空隙与食物接触,液体食物即顺环沟流向前口而进入食物道。唇瓣也可向后翻转,使前口齿外露,刺刮固体食物,然后将食物碎粒和汁液一起吸入。舐吸式口器为蝇类成虫所特有,但其幼虫与成虫的口器不同。蝇类幼虫的口器很退化,只能见到一对口钩,用来刮破食物,然后吸收汁液及固体碎屑。所以把蝇类幼虫的这种口器称为刮吸式口器。

 

家蝇的口器

 

 家蝇取食过程

 

蝇类头部特写

 

刺吸式口器装片 家蝇

 

 食蚜蝇的口器

还有一类刮舐式口器为双翅目一些吸血性虻类所具有。其上颚特化成扁平宽大的刀片状,可以象剪刀一样剪破动物的皮肤,使血液从伤口流出,下颚延长为针状,上、下抽动使伤口保持张开,下唇端部扩大成唇瓣,构造同舐吸式口器。当唇瓣贴在伤口上时,渗出的血液由唇瓣上的环沟吸入食物道。

 

食虫虻的口器

 

 食虫虻头部特写

 

 食虫虻的致命一剑

 另外,一些高等膜翅目昆虫具有独特的嚼吸式口器。顾名思义,这种口器既能咀嚼固体食物,又能吸食液体食物,蜜蜂的口器是这类口器的典型代表。它的上颚与咀嚼式口器相仿,用以咀嚼花粉和筑剿等。它的下颚和下唇组成吮吸用的喙。蜜蜂的喙仅在吸食时才由下颚和下唇合并而成,不用时则分开并折叠在头下。这时,上颚即可发挥咀嚼作用。

 

蜜蜂的口器

 

黄蜂的口器

 

筑巢的黄蜂

虫子的口器类型与化学防治关系可是非常密切的哦!比如对于咀嚼式口器的虫虫使用胃毒剂或制成毒饵可取得好的防效,而对刺吸式虫虫效果就不好,应改用内吸剂或触杀剂。而兼具胃毒、内吸和熏杀作用的药剂可防治各种口器的害虫。

 



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