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刘氏蝎蛉与宽甸拟蝎蛉幼期形态及生物学比较研究(长翅目)

姜碌  
【摘要】:全变态类昆虫的幼期与成虫期具有明显不同的形态特征和生活习性,在其生命周期中占据重要地位。然而,目前的分类学和形态学研究主要集中于成虫期,而对幼期的研究明显不足。 长翅目作为全变态类昆虫中最原始的类群之一,其系统发育地位一直存在争议。长翅目各科之间的系统发育关系,尤其是蝎蛉科与拟蝎蛉科的系统发育关系尚未完全确定。前人对长翅目的系统发育分析主要基于成虫形态特征和分子生物学数据。幼虫形态特征在长翅目系统发育分析中的应用非常匮乏,对一些特殊的类群(如拟蝎蛉科)幼虫形态研究尚属空白。 本研究通过连续3年的生物学观察与人工饲养,成功获得了蝎蛉科刘氏蝎蛉Panorpa liui Hua,1997的全部虫态以及拟蝎蛉科宽甸拟蝎蛉Panorpodes kuandianensisZhong et al.,2011的卵和幼虫,记录并描述了刘氏蝎蛉与宽甸拟蝎蛉的生物学习性。运用光学和电子显微镜技术,首次对蝎蛉科与拟蝎蛉科幼期形态进行比较研究。 研究发现,蝎蛉科与拟蝎蛉科在幼期形态上有很多相似性:卵为椭球形,且表面有不规则网状结构;幼虫为下口式;口器为咀嚼式;触角分为3节且梗节膨大,鞭节纤细;胸足3对各分4节;气门9对,其中前胸1对着生在前胸背板后侧角,腹部气门共8对着生在腹部1–8节侧面;尾节具有可伸缩的吸盘,在运动中伸出体外起辅助作用。此外,蝎蛉科与拟蝎蛉科幼虫头部均具有13对刚毛。 除此之外,蝎蛉科与拟蝎蛉科幼虫在形态上还表现出了明显的差异性:如蝎蛉科幼虫具有明显的复眼,每个复眼由26个小眼组成,而拟蝎蛉科幼虫复眼缺失;蝎蛉科幼虫腹部1–8节各具有1对腹足,而拟蝎蛉科幼虫腹部2–8节腹中线各具有不成对的腹足状突起;从毛序上看,蝎蛉科幼虫腹部1–7节腹毛片上着生1对腹毛(V1和V2),而拟蝎蛉科幼虫腹部仅具有1根腹毛(V1);蝎蛉科幼虫体表刚毛分棒状和披针状两种,而拟蝎蛉科幼虫刚毛均为披针状;蝎蛉科幼虫腹部背面着生具环纹毛,而拟蝎蛉科幼虫具环纹毛缺失。另外,蝎蛉科与拟蝎蛉科幼虫在体壁表皮突形态、头部各器官感器类型与数量上也具有明显差异。 在生物学方面,蝎蛉科与拟蝎蛉科也具有明显的差异:蝎蛉科刘氏蝎蛉一年2代且具有明显的季节性体色差异,而拟蝎蛉科宽甸拟蝎蛉一年1代;在食性方面,蝎蛉科成虫主要以节肢动物尸体为食,偶尔取食花粉,而拟蝎蛉科成虫并不取食节肢动物尸体,仅以花粉和花蜜为食;蝎蛉科与拟蝎蛉科成虫均具有献礼行为,刘氏蝎蛉交配时以猎物作为献礼,而宽甸拟蝎蛉交配时仅以雄虫唾液腺分泌物作为献礼。 通过蝎蛉科与拟蝎蛉科幼期形态学比较,结合前人关于小蝎蛉科、雪蝎蛉科以及蚊蝎蛉科的幼虫形态学研究,本研究发现蝎蛉科与拟蝎蛉科幼虫具有的一系列形态和毛序的相似特征,可以明显区别于长翅目其他类群(小蝎蛉科、雪蝎蛉科和蚊蝎蛉科)。这些共同衍征支持蝎蛉科与拟蝎蛉科的姊妹群关系。与具泵总目其他类群(双翅目和蚤目)幼虫特征相比,长翅目各科幼虫具有大量共同衍征,可明显区别于具泵总目其他类群。因此,本研究支持长翅目是一个单系群。


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