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长翅目蝎蛉科幼虫与成虫复眼超微结构比较研究

陈庆霄  
【摘要】:复眼是节肢动物特有的视觉器官。在昆虫纲中,绝大多数的成虫和半变态类若虫都具有一对发达的复眼,在昆虫感知外界物体、觅食、求偶、避敌、决定行动方向等方面都具有重要作用。 长翅目Mecoptera是全变态类昆虫中较原始的类群之一,与双翅目Diptera和蚤目Siphonaptera亲缘关系非常近,在昆虫纲系统发育中占据独特地位。大部分长翅目昆虫在幼虫期具有真正的复眼,蚊蝎蛉科Bittacidae幼虫还具有一个背单眼。因此,作为全变态类昆虫中唯一具有幼虫复眼和背单眼的类群,深入研究长翅目的视觉器官,对于揭示昆虫纲的系统发育关系,尤其是长翅目在昆虫纲中的位置,具有重要的科学意义。 本研究借助扫描和透射电子显微技术,对长翅目第一大科蝎蛉科Panorpidae幼虫与成虫复眼的超微结构进行比较研究。主要结果如下: 长翅目蝎蛉科幼虫具有一对复眼,每个复眼由约30个小眼组成。每个小眼呈卵圆形,包括一个角膜透镜、一个真晶体,一对初级色素细胞和数目不定的次级色素细胞,8个视网膜细胞分成两层(4个远端视网膜细胞和4个近端视网膜细胞)。视网膜细胞内侧细胞膜特化形成微绒毛,这些微绒毛整齐排列形成视网膜细胞的视小杆。8个视小杆聚集在一起形成一个中央融合的分层的视杆。幼虫小眼4个远端视网膜细胞的视小杆向上延伸围绕着晶体基部,使整个视杆呈漏斗状。 蝎蛉科成虫的复眼由上千个小眼组成。小眼面均为六边形。成虫小眼也包括一个角膜透镜、一个真晶体、一对初级色素细胞和一定数目的次级色素细胞,与幼虫小眼结构相似。与幼虫小眼视网膜细胞相比,成虫小眼的8个视网膜细胞也不在同一水平上,但并不均分为2层,而是其中2个视网膜细胞分别位于小眼的远端与近端。因此,这些视网膜细胞形成的中央融合视杆总是由7个视网膜细胞的视小杆组成。整个视杆呈棒状,并向上延伸插入到晶体的基部,这也与幼虫视杆的漏斗状结构不同。 本研究发现,长翅目蝎蛉科幼虫复眼的结构与蝎蛉科成虫复眼的结构存在较大区别,而与半变态类昆虫复眼相似。我们推测,长翅目昆虫幼虫的复眼与半变态类昆虫复眼同源,全变态类幼虫侧单眼很有可能来自于复眼。


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