昆虫学课程论文 昆虫生殖方式多样性与生物多样性关系研究进展
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昆虫生殖方式多样性与
昆虫多样性关系研究现状
摘要:亿万年来昆虫发展成为地球上最繁盛的生物类群。昆虫生殖方式的多样性是昆虫多样性的重要组成部分,也是昆虫具有强大繁殖能力的原因之一。然而,目前对于昆虫生殖方式多样性与昆虫多样性的研究还不多。昆虫生殖方式多样性丰富、变化复杂,本文从生殖方式类型多样性及各目间、各科间、种间生殖方式多样性四方面论述了昆虫生殖方式多样性,并结合昆虫多样性研究进展综述了昆虫生殖方式多样性与昆虫多样性的关系。最后,展望了利用生物多样性原理来合理保护和利用昆虫资源及保护生态环境的应用前景。
关键词:昆虫生殖方式,生殖方式多样性,昆虫多样性
亿万年来昆虫发展成为动物界种类数量最多、个体数量最大、多样性最丰富的生物类群,究其原因,与其多样的生物学习性有关。生殖方式的多样性是长期适应生活环境的结果,是昆虫多样生物学习性的重要组成部分,也是昆虫具有强大繁殖能力的原因之一。
昆虫生殖方式的在整个昆虫纲中,虽多数属于两性卵生,但其他生殖方式多样性丰富,变化复杂。除两性卵生外,有孤雌卵生、两性卵胎生、孤雌卵胎生、幼体生殖、蛹体生殖、同体生殖、多胚生殖等,共计8种生殖方式。多种生殖方式是昆虫长期适应生活环境的结果。
生物多样性是指一个地区、一个国家乃至整个地球的各种活有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合在一起的总称。生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。在生态学中,多样性或复杂性常指生态系统中相互作用的物种数量。
下面,本文将从生殖方式类型多样性及各目间、各科间、种间生殖方式多样性四方面介绍了昆虫生殖方式多样性,并结合昆虫多样性研究进展对昆虫生殖方式多样性与昆虫多样性的关系进行论述。
1 昆虫生殖方式多样性
1.1 昆虫的生殖方式类型
昆虫生殖方式可以从不同角度分为不同类型。按生殖的个体可分为单体生殖和双体生殖,前者包括雌雄同体的自体受精和孤雌生殖,后者包括两性生殖及雌雄同体的异体受精;按受精机制分可分为两性生殖与孤雌生殖;按产生后代个数可分为单胚生殖和多胚生殖,前者1粒卵仅产生1个子代个体,后者1粒卵可以产生2个以上子代个体;按产生后代的虫态分可分为卵生和胎生,前者的子代以卵离开母体,后者的子代以若虫或幼虫离开母体;按能进行生殖的虫态则分为成体生殖与幼体生殖。大多情况下,昆虫是以成体、双体、两性、卵生、单胚的方式生殖。
经过雌雄两性交配,雄性产生的精子与雌性产生的卵子结合成受精卵,由受精卵发育成新个体,称为两性生殖。而由卵不经过受精发育成新个体的现象是孤雌生殖,孤雌生殖是昆虫对恶劣环境的适应,有利于昆虫的分布。
多胚生殖是由1个卵内可产生2个和多个胚胎,每个胚胎发育成新个体的生殖方式,多胚生殖方式在膜翅目的茧蜂、跳小蜂、黑蜂、赘蜂、广腹细蜂中,均有发现,棉铃虫跳小蜂的卵可分裂成982~1247头幼虫,跳小蜂更可多至3000个左右。多胚生殖是昆虫对活体寄
生生活的一种适应,因为通常情况下寄生性昆虫并非都能容易找到合适的寄主,而多胚生殖
使得其一旦找到理想的寄主便可产生较多的后代。
胎生是指胚胎发育在母体内完成,自母体产出的是幼体而不是卵的生殖方式。分为:卵胎生、腺养胎生、血腔胎生、伪胎盘胎生四种。卵胎生是昆虫的胚胎发育是在母体内完成的,故产下的不是卵,而是幼虫或若虫,如麻蝇和寄蝇;腺养胎生是在母体内孵化后的幼体并不马上产出,而是寄居在的母体的阴道膨大而成的“子宫”内,由母体供应营养,待幼虫接近化蛹时,才产出母体,如家蝇科的舌蝇;血腔胎生是没有输卵管,卵发育成熟后,卵巢破裂,卵释放在血液里,通过卵膜从血腔中吸取养分。当胚胎发育完成后,刚孵化的幼虫从母体爬出(如捻翅目),或先取食母体组织,再破母体而出,如部分瘿蚊;伪胎盘胎生是一些昆虫的卵无卵黄和卵壳,胚胎发育所需要的营养,是靠一种称为伪胎盘的构造从母体中获取,如:蚜虫和半翅目和蜚蠊目部分种类昆虫。胎生是进化程度较高的双翅目昆虫常见的生殖现象,是昆虫保护卵而产生的适应性生殖方式,又可使幼体脱离母体后能敏捷的逃避敌害或离开不良环境,同时胎生省去独立的卵器,减少世代的周期,因而以利于种族的繁衍。
幼体生殖是一些昆虫在幼虫期就能进行生殖的现象,兼具孤雌生殖和胎生的优点。多见于双翅目、鞘翅目、同翅目的一些种类,以双翅目摇蚊科与瘿蚊科最为典型。进行幼体期生殖的昆虫其后代往往在找到新寄主前有较大的死亡率,因而,就需要较大数量的后代,这样才能维持种群的延续。
1.2 各目生殖方式多样性
(1)原尾目、双尾目、缨尾目、缺翅目、蛩蠊目、螳螂目、纺足目、襀翅目、蜉蝣目、虱目、蜻蜓目、广翅目、蛇蛉目、脉翅目、毛翅目、蚤目等17目,均为两性卵生。(2)捻翅目为两性卵胎生。
(3)弹尾目、竹节虫目、直翅目、食毛目、缨翅目有两性卵生,亦有些种为孤雌卵生。(4)蜚蠊目、革翅目有两性卵生及两性卵胎生。
(5)啮虫目、半翅目、鳞翅目有两性卵生、孤雌卵生及两性卵胎生。
(6)膜翅目有两性卵生、孤雌卵生及多胚生殖。
(7)鞘翅目有两性卵生、孤雌卵生、两性卵胎生,并有个别种为蛹体生殖。
(8)同翅目有两性卵生、孤雌卵生、两性卵胎生、孤雌卵胎生,并见幼体生殖。
(9)双翅目有两性卵生、孤雌卵生、两性卵胎生、孤雌卵胎生、幼体卵胎生及同体生殖。
1.3科间生殖方式多样性
1.3.1同翅目各科的生殖方式
同翅目的生殖方式是多样的。蝉、沫蝉、蜡蝉、叶蝉、飞虱、木虱等科,目前已知主要以两性卵生繁殖子代,粉虱科少数种存在孤雌卵生,其子代性别有地区差异,即有些地区全雌,有些地区全雄。蚜总科和蚧总科是本目中生殖方式最复杂的2个类群,特别在蚜科中,不少种表现出明显的地区差异,即在南方暖地可终年孤雌胎生,子代全雌;北方寒地则于晚秋出现性蚜,交后产卵越冬,次年春,子代又全为雌。瘤蚜科的葡萄根瘤蚜还存在幼体生殖。
1.3.1同翅目各科的生殖方式
膜翅目的生殖方式,多型而复杂,上述生殖方式几乎都存在。广腰亚目各科,多数能行孤雌卵生,子代全雌、全雄或雌雄均有,视科、属不同而异。细腰亚目类群更为复杂,生殖方式亦比广腰亚目更多变化,如小蜂类多数科两性生殖与孤雌生殖并举,当雌蜂贮精囊口不开放时,虽经交尾,子代全为雄;如属开放,则子代为雌。有些雌体不交配而产,则按科别,子代可分三型,即全雌(如多种蚜小蜂、某些跳小蜂、瘿小蜂)、全雄(如小蜂、啮小蜂、黑卵蜂、广肩小蜂)、或雌雄均有(如某些瘿蜂科)。姬蜂、茧蜂以两性卵生为主,亦能孤雌生殖,后代均雄,亦有少数种可育出极少数雄。烟粉虱寄生蜂中常见孤雌产雄种类,而埃宓细