昆虫不仅是节肢动物中最有优势的物种,它还是动物界中种类数量最多、个体数量最大、分布范围最广的自然类群,归纳起来有以下几个方面原因:
1.昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的类群
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昆虫最初是没有翅膀的,在石炭纪时,才开始出现能飞的昆虫。那时的飞虫,体形比较笨重,像蜻蜓那么大,身上长着两对翅膀,但飞行时双翅拍动很慢,也许还能像蜻蜓那样,张开翅膀在空中滑翔。我们知道,鸟类的双翼及蝙蝠的双翼是由前肢进化而成的。鸟类或蝙蝠的翅翼是从背部生长出来的外皮组织,翅翼中有甲壳质的翅脉,其中可以找到气管、血管和神经。
昆虫的各种类型的翅
而昆虫的双翅却不是由其身上的某种器官进化而来,它们一开始就是一种完全簇新的器官。昆虫的双翅,比鸟类先进得多。它们的构造比鸟翼简单,但它们的关节活动能力比鸟翼强。昆虫的双翅不仅在飞行时拍动的次数多,摆动的幅度大(如胡蜂的双翅摆动的幅度,就能达150度),而且在栖息时,双翅能够收拢起来,贴在身体后部、侧部或背部。独特的飞行能力为昆虫的觅食创造了良好的条件,使他们不再为食物而过多忧虑。而且飞行可以使他们的生活区域在最大程度上得到扩张,这就为后代的生存提供了大量的空间,竞争压力大大降低,因此后代的存活率也有一定程度的提高。
2.口器特化
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昆虫的“嘴”叫口器,是许多昆虫进食的主要途径。基本上由一片上唇、一片下唇、一对上颚、一对下颚组成。不过,各种昆虫因为取食方式不一样,所以口器的形态和构造也就不大一样了。
蝗虫、蟋蟀、蝼蛄、金龟子等,具有咀嚼式口器,适于咀嚼坚硬的食物,被咬的植株常常断裂或被咬成缺口、孔洞;害人的蚊子是用它那刺吸式口器来吸人血的。这种口器像针状的管,能插入植物组织或动物皮肤里,吸食汁液和血液,蝉、蚜虫、介壳虫等也都有这种口器;花丛中飞舞的蝴蝶和喜爱灯光的蛾,在吮吸花蜜时,才把平时卷起的吸管伸直,插入花朵的深处,它们这种口器称为虹吸式口器;蜜蜂的口既能咀嚼花粉,又能吮吸花蜜,所以叫嚼吸式口器;令人讨厌的苍蝇吃食物时,用的是舐吸式口器。
昆虫的几种口器类型
各种各样的取食方式不同使得昆虫本身能够去适应各种各样的外界环境,哪怕是极其恶劣的环境中,有些昆虫也能够通过长期的进化而生存下来,这些都得益于昆虫本身有一些独特的取食方式。与此同时多种多样的取食方式有效地避免了昆虫之间的食物与空间的竞争,使得昆虫各自的生活领域更加广阔,更加具有多样性,这也为昆虫的前期繁殖和后期后代的生活提供了强有力的物质基础,为昆虫的多样性发展做出了不可磨灭的贡献。
3.繁殖力强
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昆虫具有惊人的繁殖能力。大多数昆虫产卵量在数百粒范围内,具有社会性与孤雌生殖的昆虫生殖力更强,如果需要,1只蜜蜂后一生可产卵百万粒,有人曾估算1头孤雌生殖的蚜虫若后代全部成活并继续繁殖的话,半年后蚜虫总数可达6亿个左右;也有人计算过,一对苍蝇,从4月到8月的五个月中,如果它们的子孙后代都全部存活的话,将会有一万九千一百一十一亿亿个。成熟的虫体是一部繁殖机器。感觉害虫永远杀不完,爆炸性出现的虫灾已经可以说明虫子的生殖能力有多强了
看似很残忍的独特的繁殖方式是后代的数量上有着质与量的变化,这就使得后代的数量大大的增加。虽然没有母体的呵护会有大量的幼虫在生命的开始就早早的结束了,但是毕竟后代的数量太惊人了,所以昆虫的后代仍然有大量存活下来,而且他们拥有足够的生存空间和生存下来的物质基础,这是昆虫的种类如此之繁荣昌盛的最主要原因之一。
4.昆虫的发育——变态发育
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昆虫在个体发育过程中,特别是在胚后发育阶段不仅其体积不断生长增大,因而发生着量的变化;而且在外部形态和内部组织器官等方面,也发生着周期性的质的改变,昆虫的这种在一生发育过程中伴随着一系列形态变化的现象,称为变态。
根据成虫与幼虫的体态分化、翅的发生,以及幼虫期对生活环境的特殊适应和其他生物学特征的分化,可把昆虫的变态分为5大类。
1.增节变态;2.表变态;3.原变态;4.不全变态(又可继续分为半变态、渐变态、过渐变态);5.全变态。
一、增节变态。
是昆虫纲中最原始的变态类型,节肢动物中的三叶虫纲、甲壳纲及多数多足纲的动物的胚后发育都属于此种变态类型,因此这是节肢动物祖先遗留下来的特征。
其幼期与成虫期之间除身体大小和性器官发育程度的差异外,腹部的节数随着脱皮次数的增加而增加。初孵化幼体腹节为9节,至性成熟时增加到12节,所增加的3节均是由第8腹节(即尾节前一节)增而生来的。
这种变态在六足总纲中仅见于低等的原尾纲昆虫。
二、表变态。
昆虫变态的原始类型,初孵幼体已具备成虫的特征,胚后发育仅是个体增大,性器官成熟等,成虫期仍能脱皮。如弹尾目、缨尾目、双尾目昆虫的变态。
三、原变态。
是有翅亚纲中最原始的变态类型,仅见于蜉蝣目昆虫。其变态特点是从幼虫期转变为真正的成虫期要经过1个亚成虫期。
蜉蝣亚成虫蜕皮后就是成虫,不过亚成虫和成虫外形差异不大
亚成虫在外形上与成虫相似,性已发育成熟,翅已展开,并也能飞翔但体色较浅,足较短,多呈静止状态。亚成虫历期较短,一般经1至数小时,即再行一次脱皮变为成虫。 亚成虫期是性已成熟的时期,其卵子和精子可以在生理盐水中结合受精,并能发育成新个体。所以,亚成虫脱皮属成虫脱皮现象,是从低等表变态类演化到有翅昆虫时保留下来的原始特性。同时,蜉蝣目昆虫的幼期水生,腹部具有由附肢演化而成的气管鳃,属多足型,在整个幼期发育中是没有寡足阶段的,颇似无翅亚纲昆虫,而同所有其它有翅亚纲昆虫是不同的。
四、不全变态。
不全变态又称为直接变态,是有翅亚纲外生翅类(除蜉蝣目外)具有的变态类型。其特点是一生只经过卵期、幼期和成虫期3个发育阶段。幼期的翅在体外发育,成虫期的特征随着幼期虫态的生长发育逐渐显现出来。
不全变态又可分为三个亚型:半变态、渐变态、过渐变态。
半变态:
一生只经过卵期、幼期(稚虫)和成虫期3个发育阶段;幼期营水生生活,翅在体外发育,其幼体在体型、取食器官、呼吸器官、运动器官及行为习性等方面均与成虫有明显的分化现象,因而其幼期又称为稚虫。
蜻蜓目中的蜻蜓和豆娘半属于变态类型
幼期营水生生活,形态和习性明显区别于成虫,而渐变态幼期与成虫期相似。蜻蜓目和部分鞘翅目属于这种类型。
渐变态:
渐变态 特点是幼体与成虫在体形、习性及栖息环境等方面都很相似,但幼体的翅发育还不完全,称为翅芽(一般在第2-3龄期出现),生殖器官也未发育成熟,特称为若虫
。所以转变成成虫后,除了翅和性器官的完全成长外,在形态上与幼期没有其它重要差别。
蝗虫就属于不完全变态发育中的渐变态
常见的如直翅目、螳螂目、等翅目、蜚蠊目、半翅目、同翅目等昆虫。
过渐变态:
与一般渐变态不同的是,由幼期转为成虫期需要经过1个不食和不大活动的类似蛹的虫龄,特称为或“拟蛹”。
渐变态类型无“伪蛹”阶段,而完全变态类型有蛹的阶段,因而有人认为过渐变态可能是不完全变态向完全变态过渡的中间类型。
梨蓟马的过渐变态
过渐变态为缨翅目、同翅目粉虱科和雄性介壳具有的变态类型。
五、全变态。
全变态是昆虫纲最进化的变态类型。
一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫4个虫期。幼虫期的翅在体内发育;幼虫期不仅生殖器官没有分化,外形、内部器官以及生活习性等与成虫都有明显不同,特称为幼虫。蛹是从幼虫转变为成虫的过渡虫态,幼虫组织器官的分解和成虫组织器官的重建均在蛹期内完成。幼虫在化蛹脱皮时,各器官芽形成的构造同时翻出体外。
有些全变态昆虫的幼虫期各龄之间的生活方式不同,在体形上也发生了明显的分化,这种变化比一般全变态昆虫更加复杂,特称为复变态。如鞘翅目的芫菁是较典型的例子。
芫箐的幼虫取食蝗虫卵,第1龄幼虫有发达的胸足,行动活泼,以搜寻蝗卵,称三爪幼虫。当它进入蝗虫卵囊内取食后,脱皮变为体壁柔软、胸足不是很发达、行动迟缓的蛴螬型幼虫。经过若干龄后深入土中,脱皮变成胸足更退化、体壁坚硬的伪蛹型幼虫(拟蛹),并以此虫态越冬,翌年化蛹并羽化为成虫。
鞘翅目芫青科斑螯属于复变态
全变态是有翅亚纲内生翅类的各目昆虫所具有的变态类型,如鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、双翅目等,其种类占昆虫纲的80%以上,主要原因就是由于成虫与幼虫在食性、栖境和生活习性等方面发生分化,因而在很大程度上避免了同种昆虫对食物资源及活动空间等方面的竞争。
昆虫变态发育的变化是长期自然环境适应、协同进化的结果,受激素、营养和基因的精确调控。
变态使昆虫在其生命周期中的不同发育时期表现出完全不同的形态、结构、功能和生活习性的变化,有利于昆虫迁飞转移,扩大其求偶交配、生活和生存环境空间。
5.身体相对较小
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昆虫体躯一般较其他动物类群为小,因而只需较少食物便可满足生长发育和繁殖。另外,正是因为体小,食物又成为其隐蔽场所,有利于昆虫保护和避敌。
6.适应能力强
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从昆虫分布之广,种类之多,数量之大,延续历史之长等特点我们可以推知其适应能力之强,无论对温度,饥饿,干旱,药剂等恶劣环境昆虫均有很强的适应力,并且昆虫生活周期较短,比较容易把对种群有益的突变保存下来。对于周期性或长期的不良环境条件,昆虫还可以休眠或滞育,有些种类可以在土壤中滞育几年,十几年或更长的时间,以保持其种群的延续。这一惊人的能力是昆虫在物种进化中获得了胜利,使其得到有利的发展。
这个是广义上的昆虫纲,也叫六足总纲(原尾纲、弹尾纲、双尾纲、昆虫纲)
因此,正是凭借各种内在与外界的条件,昆虫能够在地球上不断进化,不断发展,使其形成了像今天一样如此庞大的种群家族,并且其种类发展是如此繁荣昌盛。