我们了解昆虫可以先从它们的身体来了解,昆虫区别于其他小虫子的主要标志也是它的身体构造。
生活在我们周围的昆虫,真可谓千姿百态。但无论它的模样多么奇特,都具有昆虫的共同特点:都是由头部、胸部、腹部和长在腹部上的三对足组成的,有些昆虫还长有两对翅。由于它们生活在各种不同的环境条件下,身体的各部分为了适应于各自不同的环境和生活方式而发生许多的特化。
头部是昆虫的取食中心,头上长有口器、复眼、单眼和触角。
昆虫的基本结构
昆虫的嘴很奇特,叫作口器,因为各种昆虫吃的食物不同而特化成许多不同的形状与功能。大家所熟悉的蝗虫,它的口器就具有坚硬的上颚,适于咬碎植物,称为咀嚼式口器。蝴蝶和蛾都吸食花蜜,它们的口器就高度特化成像发条一样盘卷起来、可以自由曲伸、称为虹吸式的喙。雌蚊吸血,它的口器就成为针状的,能刺破皮肤吸食血液,叫刺吸式口器。还有蜜蜂的口器,既能咀嚼花粉,又能舐吸花蜜,叫嚼舐式口器。苍蝇的口器,既能舐食物,又能吸汁液,叫舐吸式口器。
舐吸式口器结构
昆虫的眼睛有复眼和单眼,和其他动物一样,昆虫的复眼和单眼是视觉器官,但它的复眼结构很独特,是由许多小眼构成的。构成复眼的小眼数目差别很大,例如:蜻蜓有2万个小眼,家蝇有4000个小眼,而有的在地下生活的蚂蚁仅有几个小眼。组成昆虫复眼的每个小眼表面呈六角形,里面包括一个感光系统。
昆虫的复眼这种复眼的效能依靠小眼的数量决定,数量越多,看到的物体越清晰。每个小眼都看到整个物体的一部分,这些小眼把所得到的各个部分合在一起,就成了一个完整的镶嵌型的物体图像。
昆虫的视力很差,只有一米左右。即使视力最好的蜜蜂在光线最好的时候也只有人眼的1%左右。果蝇的视力大约只有人眼的千分之一。但复眼有一个特长,对移动反应非常快,因为移动的物体可以连续在一系列不同的小眼上留下印象,这就大大地有利于昆虫捕捉食物和躲避敌人。
昆虫捕食
昆虫能辨别光谱上的不少颜色,但它辨别颜色的幅度与人不同。在自然界中,那些靠虫媒传粉的植物的花,都是蜜蜂和其他传媒昆虫能看到的蓝花、紫花、黄花、黄中带绿的花等等颜色。而凡是由蜜蜂来传粉的花没有一种是纯红色的,因为红色在蜜蜂眼里就如人眼中的黑色一样。另外还有一些花的颜色在我们看起来黯淡无光,但在蜜蜂眼中却是一种我们看不到的紫外线的光彩。
大部分的昆虫还有1~3个单眼。昆虫的单眼构造比较简单,只能辨别光线的强度和方向。
昆虫的单眼
昆虫还有一个独特的感觉器官就是触角。触角上分布着许多感觉器,在寻找食物和配偶时起嗅觉、触觉和听觉的作用。各种昆虫触角的形状、节数和着生的位置都不同,我们可以根据这些不同之处来辨别昆虫,进行分类。
昆虫的触角
大部分昆虫没有听觉,它们生活在寂静的世界里,只有少数昆虫有简单的听觉器,比如蟋蟀、蚱蜢、蝗虫、蝉和大部分蛾类,它们长有“鼓膜”样的听觉器,而且这些听觉器不是长在头上,而是长在腿上或腹部。它们的听觉范围和辨别能力还是很强的。有些昆虫能听到超音速声音,比人类能够听到的最高音还高两个八度。
胸部是昆虫的运动中心。胸部又分为前胸、中胸和后胸三节。胸部各节都长有一对足,分别为前、中、后足。中胸和后胸还各有一对翅,叫做前翅和后翅。昆虫的胸部结构和所有的其他动物一样,足是昆虫的运动器官。但昆虫的足已经从单一的行走功能,特化为许多不同构造,发展为具有多种功能的器官。比如蝗虫、蟋蟀等昆虫的后足腿节膨大成善于跳跃的跳跃足;螳螂用于捕捉其他昆虫作为食物,前足特化成了像刀一样的捕捉足;蜜蜂为了携带花粉,后足有一凹陷成为装花粉的携粉足;虱子寄生在动物毛发上,它的足发展成为能攀住毛发的攀援足;水生的昆虫为了划水,它们的足很多都特化为浆形的游泳足。水生昆虫以体积和重量而论,昆虫在整个动物界可以称得上是跳跃能手。跳蚤一跳就达30厘米远。按照人的标准,这算不上什么,但是对于跳蚤来说这一跳就是它自己身长的200倍。就等于一个18米的人,一下跳了360米远的距离,人是达不到的。跳蚤昆虫的中胸和后胸还长有一对翅,它是唯一能够飞的无脊椎动物。这种独特的功能使得昆虫在觅食、寻偶、扩大分布和避敌方面占了极大的优势。
昆虫的翅
昆虫的翅有不同的形状和质地。它的翅不仅为自己带来了可以飞翔的好处,也为我们认识昆虫提供了便利。昆虫分类学家就是根据昆虫各种不同的翅来区别、认识昆虫。翅成为分类的依据之一。例如昆虫的前翅是革质的壳,就叫鞘翅目;翅上有鳞片的叫鳞翅目;翅的一半是革质,一半是膜质的叫长翅目。
昆虫的飞行速度。有人对几种昆虫的飞行速度进行了测试,就是看它在平静的空气中从一个地方飞到另一个地方需要的时间,再根据其飞行距离就可以计算出来。下面的数字只是几种常见昆虫普通的飞行平均速度,遇到特殊情况时会飞得比平均速度快得多。
家蝇时速8千米;蝴蝶时速19千米;胡蜂时速19千米;大黄蜂时速21千米;蜜蜂时速21千米;马蝇、蜻蜓、天蛾时速都是40千米。
昆虫的腹部是生殖中心。腹部包含着生殖系统和大部分内脏。里面有性器官、消化器官、排泄器官,还包括昆虫的呼吸器官和心脏。蝗虫腹部结构昆虫腹部的原始节数为12节(11个体节和1个尾节)。在现代昆虫中,仅见于一些昆虫的胚胎期和原尾目的成虫,其他昆虫至多有11节,一般有9~10节,部分双翅目和膜翅目青蜂科的可见腹节只有3~5节。在膜翅目细腰亚目中,原始第一腹节并入胸部,成为胸部的一部分,叫胸腹节。
昆虫的呼吸系统也在腹部
成虫腹部的腹节均由次生分节形成,各节之间的节间膜和背与腹板之间的侧膜都较发达。因此,成虫的腹部能伸缩和弯曲,以帮助呼吸、蜕皮、羽化、交配和产卵等活动。如蚊子吸足血后,腹部可膨大几倍;白蚁蚁后的卵巢成熟后,腹部可比原来膨大十多倍甚至更大等。
昆虫腹部常根据外生殖器的着生位置分为三段:
1.生殖前节,或称脏节。包括腹部第一至第七腹节(雌虫)或第八腹节(雄虫),其构造简单一致,但膜翅目细腰亚目的生殖前节是从原始第二腹节开始。在模式情况下,每节两侧各有气门1对。
蝗虫腹部结构
2.生殖节,包括腹部第八至第九两个腹节(雌虫)或仅第九腹节(雄虫),其构造复杂,着生有外生殖器,大部分有翅亚纲昆虫和无翅亚纲缨尾目的雌虫,生殖孔大多位于第八和第九节腹板间,少数位于第七节腹板后或第八节腹板上甚至有些位于第九腹板上或腹板后;有的昆虫有两个生殖孔,分别位于第八腹板和第九腹板后缘,分别称为交配孔和产卵孔。雄性的生殖孔一般位于第九与第十腹板间的阳具端部。
3.生殖后节,通常只包括第十至第十一腹节,在原尾目昆虫中还包括第十二腹节。第十一腹节又叫臀节,肛门位于该节末端,其背板称肛上板、侧腹面的两块称肛侧板。部分种类第十一腹节上生有1对附肢,叫尾须。
昆虫身体的所有外部结构和内部构造及所有不同类型的特化都是适应环境的反映,也是它们得以生存的需要。
昆虫有那么多的特点能为我们所利用吗?
答:昆虫学家利用昆虫触角的嗅觉灵敏的特点,研究出信息激素、性诱激素,用来诱杀害虫。
仿生学模仿昆虫的触角,制造出一些化学仪器,用来分析气体成分,跟踪定向等等。
农业上还利用昆虫对紫外线的敏感,在田间设置黑光灯,在夜间诱杀害虫。