山顶的动物:昆虫的生殖和发育过程

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人和动物的生殖和发育·昆虫的生殖与发育

昆虫的生殖与发育

一、生殖方式及生殖系统的结构

绝大多数的昆虫行两性生殖，极少数的昆虫可以行其他方式的生殖。如蚜虫在夏季气候适宜时行孤雌生殖，即卵不需受精即可发育成雌体，秋末才行两性生殖；瘿蚊科的一些种类其幼虫期即可孤雌生殖，称幼体生殖；膜翅目的一些寄生昆虫其受精卵可以分裂成许多胚胎，每个胚胎发育成一个新个体，称多胚生殖。

昆虫为雌雄异体，其生殖系统的结构如下。

1．雌性生殖系统

位于身体腹部两侧有一对卵巢（见图），

卵巢后端连有一对侧输卵管，两个侧输卵管汇合后形成中输卵管，经阴道或生殖腔，以外生殖孔开口在腹部第7—9节腹而，多数在末端数节内还有一个受精囊及一对附性腺连接到阴道或生殖腔内。每个卵巢由数目不等的卵巢小管集合而成，小管的顶端形成端丝，所有小管的端丝联合并附着在体壁上以固定卵巢的位置。端丝下为小管的卵原区生殖上皮在这里分化成卵原细胞、卵母细胞与营养细胞。卵原区之后即为生长区，（见图），

在这里卵母细胞积累营养物质并形成卵，最后经过一短柄开口到输卵管顶端，或该部顶端膨大形成萼部。

在直翅目等一些低等的昆虫中，卵巢小管内没有特殊的营养细胞，卵的营养物质由滤泡细胞及血淋巴提供，这种卵巢小管称为无滋式卵巢小管（见图A）。

大多数昆虫的卵巢小管具有营养细胞，它将营养物质提供给卵母细胞，最后自身解体。如果每个卵母细胞的周围都围有一定数量的营养细胞，这种卵巢小管你多滋式卵巢小管（见图B）如双翅目等。

如果营养细胞集中在卵原区，通过营养索。对卵母细胞提供营养，则称端滋式卵巢小管如半翅目等。

大多数昆虫新羽化的成虫生殖细胞尚未发育成熟，经过一段时间后交配授精，精子贮存于受精囊内，这以后卵细胞才发育成熟。滤泡细胞在成熟卵外形成卵壳，卵壳上有一个或多个小孔，卵收输卵管进入阴道时，精子由受精囊出来经卵孔进入卵，使卵受精。产卵时多用产卵瓣协助，或直接由末端产出。卵或单粒分散，或由附属腺分泌粘液粘成卵块附着在物体上。膜翅目一些种甚至把卵产在植物组织中，形成虫瘿，并在其中发育成幼虫或蛹。

2．雄性生殖系统

包括一对精巢（见图）和一对输精管，

输精管后端膨大成贮精囊，两个管的末端汇合后形成射精管，最后射精管末端形成阴茎，以雄性生殖孔开口在第8－9腹节上，输精管的末端具有一对附属腺并开口其中。

精巢也是由许多精巢小管所组成，精子成熟后即行交配。雄性个体腹部末端多有抱握器，交配时用以把持雌性腹部。大多数昆虫是以精荚的形式直接送入雌体阴道内，或送入专门的交配囊内。精荚进入交配囊之后破裂，精子释放出来游动到受精囊内贮藏。无翅昆虫及低等的有翅昆虫，精荚不直接送入雌性体内，而是像蜘形网那样产于地面，然后由雌性自己送入体内。昆虫一生交配一次或多次，因种而不同。

二、发育与变态

卵受精后，条件合宜时开始发育。昆虫中除弹尾目为完全卵裂之外，其余均为表面卵裂。卵孵化后进入幼虫期，这是昆虫取食与生长的时期。幼虫期经过几次蜕皮，少的3—4次，多的30多次，一般5—6次。两次蜕皮之间称龄期，以后每蜕一次皮增加一龄。例如新孵化的幼虫称一龄，第一次蜕皮后称二龄。较低等的昆虫由幼虫直接变成成虫。成虫是充分发育的阶段，多数有翅，具生殖能力。较高等的昆虫最后一龄幼虫蜕皮后形成蛹期，蛹期是体内器官改组时期。最后由蛹再蜕皮形成成虫。低等的无翅昆虫成虫期仍能蜕皮，有翅昆虫成虫期后不再蜕皮。从卵到成虫这种形态与机能的改变称为变态。昆虫的变态类型有无变态、不完全变态和完全变态三种。

1．无变态 一存在于原始的无翅昆虫，动虫与成虫除了大小之外，外形上没有明显区别（见图A）。一般幼虫蜕皮次数较多，到成虫后仍蜕皮及生长，例如衣鱼。

2．不完全变态存在于低等的有翅昆虫，主要特征是不具蛹期。如果幼虫与成虫的形态与生活环境基本相似，只是幼虫具翅芽（第三龄起），生殖腺未成熟，成虫具翅，生殖腺成熟，这种变态称为渐变态（见图B），

其幼虫称为若虫例如蝗虫、蠊等。如果幼虫与成虫在形态上不完全相似，幼虫水生，成虫陆生，口器也不相同，这种变态称为半变态其幼虫称为稚虫例如蜻蜓，蜉蝣等。

3．完全变态大约88％的昆虫为完全变态，生活史中具有蛹期（见图C），

幼虫与成虫不相似。例如家蚕，幼虫为咀嚼式口器，成虫具虹吸式口器。在蛹期形成成虫的结构，如翅，口器及足等。

昆虫由卵发育到成虫，成虫再产卵，这一过程称为一个世代。一年中完成的世代数称为化性，如一年一个世代称为一化性，二个世代称二化性，许多世代称多化性。

三、生长与变态的激素调节

昆虫个体的生长、发育与繁殖是受其自身内分泌腺产生的内激素所控制。内分泌腺为无管腺，其分泌的微量物质由血淋巴携带。现已知有三种激素参与这一过程。

1．活化激素 简称AH，也称脑激素，是由昆虫前脑的神经分泌细胞所分泌（见图），

随血淋巴到达并贮存于心侧体，它具有活化咽侧体及前胸腺的功能，是内分泌系统的控制中心。另外，这种激素对卵巢的发育及昆虫的滞育也有控制作用。

2．蜕皮激素 简称MH，是由昆虫的前胸腺或相应的组织所分泌，它主要是对表皮细胞起作用，引起昆虫蜕皮。有翅昆虫成虫期后前胸腺退化，因此成虫期不再蜕皮。

3．保幼激素 简称JH，是由咽侧体所分泌，它具有保持幼虫性状的作用，在成虫期后具有刺激卵巢发育及卵黄形成的作用。

昆虫的生长发育是在以上三种激素的协调作用下进行的，其中AH是控制中心，没有AH的活化，前胸腺及咽侧体就不分泌MH及JH。幼虫期时，在AH的作用下，如果JH分泌量较多时，它与MH共同作用，使幼虫蜕皮后仍为幼虫（见图）。

如果JH分泌量下降，蜕皮后形成蛹。如果没有JH，仅有MH，蜕皮后形成成虫。如果JH不存在，就会导致大多数昆虫前胸腺的退化，因此成虫期不再蜕皮。咽侧体在成虫期分泌的JH在生殖中起作用。

四、休眠及滞育

昆虫在生长发育过程中，在非致死的不利环境条件下，例如低温、干旱等会直接引起活动停止、代谢降低，虫体处于暂时的静止状态。一旦不利因素被解除，昆虫立即恢复正常的活动与发育，这种现象称为休眠，例如冬眠、夏蛰。滞育虽然也表现出活动停止、代谢降低等静止现象，但它不是直接由外界条件所引起。在某些昆虫中，滞育甚至独立于环境。滞育出现在每个世代，而且具有一定的遗传特征。这是对重复出现的环境条件长期适应的结果。它主要由体内激素的作用而引起，而外界环境条件，如日照长度、温度等往往是在滞育虫态之前起作用。例如蛹期滞育是由幼虫期光照的长短所决定，甚至由胚胎期的光照所决定。滞育一旦开始，它必须持续该种所需要的时间长度，如几周，几个月甚至一年，因种而定。滞育中既使满足其生长发育的条件也不能解除滞育，例如一种天蚕蛾，夏末幼虫化蛹进入滞育，既使给它生长发育所需的一切条件，它仍将滞育半年到一年时间。目前人们已经知道许多昆虫用人为的条件可以打破滞育。例如我国蚕农用浸种的方法打破滞育（即滞育的卵用酸处理）。又如上述的天蚕蛾将其进入滞育的蛹，立刻给以6周3—5℃的低温处理，再放回室温中则会逐渐发育而变成成虫。

昆虫的滞育是由激素所控制，例如卷叶蛾的幼虫及柞蚕蛹期的滞育是由于AH的缺乏，随之引起MH的缺乏。如果将同种非滞育个体的脑移入，则会打破滞育。又如菱蝗成虫的滞育是由于AH及JH的缺乏所引起，注入AH及JH则滞育被打破。二化性家蚕夏季产的卵不滞育，秋季的卵进入滞育。它是由第二代蛹期咽下神经节内神经分泌细胞释放出的一种滞育激素作用于发育中的卵，产卵后，由早期的胚胎进入滞育，直至来年春天。

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昆虫的生殖与发育

一、生殖方式及生殖系统的结构

绝大多数的昆虫行两性生殖，极少数的昆虫可以行其他方式的生殖。如蚜虫在夏季气候适宜时行孤雌生殖，即卵不需受精即可发育成雌体，秋末才行两性生殖；瘿蚊科的一些种类其幼虫期即可孤雌生殖，称幼体生殖；膜翅目的一些寄生昆虫其受精卵可以分裂成许多胚胎，每个胚胎发育成一个新个体，称多胚生殖。

昆虫为雌雄异体，其生殖系统的结构如下。

1．雌性生殖系统

位于身体腹部两侧有一对卵巢（见图），

卵巢后端连有一对侧输卵管，两个侧输卵管汇合后形成中输卵管，经阴道或生殖腔，以外生殖孔开口在腹部第7—9节腹而，多数在末端数节内还有一个受精囊及一对附性腺连接到阴道或生殖腔内。每个卵巢由数目不等的卵巢小管集合而成，小管的顶端形成端丝，所有小管的端丝联合并附着在体壁上以固定卵巢的位置。端丝下为小管的卵原区生殖上皮在这里分化成卵原细胞、卵母细胞与营养细胞。卵原区之后即为生长区，（见图），

在这里卵母细胞积累营养物质并形成卵，最后经过一短柄开口到输卵管顶端，或该部顶端膨大形成萼部。

在直翅目等一些低等的昆虫中，卵巢小管内没有特殊的营养细胞，卵的营养物质由滤泡细胞及血淋巴提供，这种卵巢小管称为无滋式卵巢小管（见图A）。

大多数昆虫的卵巢小管具有营养细胞，它将营养物质提供给卵母细胞，最后自身解体。如果每个卵母细胞的周围都围有一定数量的营养细胞，这种卵巢小管你多滋式卵巢小管（见图B）如双翅目等。

如果营养细胞集中在卵原区，通过营养索。对卵母细胞提供营养，则称端滋式卵巢小管如半翅目等。

大多数昆虫新羽化的成虫生殖细胞尚未发育成熟，经过一段时间后交配授精，精子贮存于受精囊内，这以后卵细胞才发育成熟。滤泡细胞在成熟卵外形成卵壳，卵壳上有一个或多个小孔，卵收输卵管进入阴道时，精子由受精囊出来经卵孔进入卵，使卵受精。产卵时多用产卵瓣协助，或直接由末端产出。卵或单粒分散，或由附属腺分泌粘液粘成卵块附着在物体上。膜翅目一些种甚至把卵产在植物组织中，形成虫瘿，并在其中发育成幼虫或蛹。

2．雄性生殖系统

包括一对精巢（见图）和一对输精管，

输精管后端膨大成贮精囊，两个管的末端汇合后形成射精管，最后射精管末端形成阴茎，以雄性生殖孔开口在第8－9腹节上，输精管的末端具有一对附属腺并开口其中。

精巢也是由许多精巢小管所组成，精子成熟后即行交配。雄性个体腹部末端多有抱握器，交配时用以把持雌性腹部。大多数昆虫是以精荚的形式直接送入雌体阴道内，或送入专门的交配囊内。精荚进入交配囊之后破裂，精子释放出来游动到受精囊内贮藏。无翅昆虫及低等的有翅昆虫，精荚不直接送入雌性体内，而是像蜘形网那样产于地面，然后由雌性自己送入体内。昆虫一生交配一次或多次，因种而不同。

二、发育与变态

卵受精后，条件合宜时开始发育。昆虫中除弹尾目为完全卵裂之外，其余均为表面卵裂。卵孵化后进入幼虫期，这是昆虫取食与生长的时期。幼虫期经过几次蜕皮，少的3—4次，多的30多次，一般5—6次。两次蜕皮之间称龄期，以后每蜕一次皮增加一龄。例如新孵化的幼虫称一龄，第一次蜕皮后称二龄。较低等的昆虫由幼虫直接变成成虫。成虫是充分发育的阶段，多数有翅，具生殖能力。较高等的昆虫最后一龄幼虫蜕皮后形成蛹期，蛹期是体内器官改组时期。最后由蛹再蜕皮形成成虫。低等的无翅昆虫成虫期仍能蜕皮，有翅昆虫成虫期后不再蜕皮。从卵到成虫这种形态与机能的改变称为变态。昆虫的变态类型有无变态、不完全变态和完全变态三种。

1．无变态 一存在于原始的无翅昆虫，动虫与成虫除了大小之外，外形上没有明显区别（见图A）。一般幼虫蜕皮次数较多，到成虫后仍蜕皮及生长，例如衣鱼。

2．不完全变态存在于低等的有翅昆虫，主要特征是不具蛹期。如果幼虫与成虫的形态与生活环境基本相似，只是幼虫具翅芽（第三龄起），生殖腺未成熟，成虫具翅，生殖腺成熟，这种变态称为渐变态（见图B），

其幼虫称为若虫例如蝗虫、蠊等。如果幼虫与成虫在形态上不完全相似，幼虫水生，成虫陆生，口器也不相同，这种变态称为半变态其幼虫称为稚虫例如蜻蜓，蜉蝣等。

3．完全变态大约88％的昆虫为完全变态，生活史中具有蛹期（见图C），

幼虫与成虫不相似。例如家蚕，幼虫为咀嚼式口器，成虫具虹吸式口器。在蛹期形成成虫的结构，如翅，口器及足等。

昆虫由卵发育到成虫，成虫再产卵，这一过程称为一个世代。一年中完成的世代数称为化性，如一年一个世代称为一化性，二个世代称二化性，许多世代称多化性。

三、生长与变态的激素调节

昆虫个体的生长、发育与繁殖是受其自身内分泌腺产生的内激素所控制。内分泌腺为无管腺，其分泌的微量物质由血淋巴携带。现已知有三种激素参与这一过程。

1．活化激素 简称AH，也称脑激素，是由昆虫前脑的神经分泌细胞所分泌（见图），

随血淋巴到达并贮存于心侧体，它具有活化咽侧体及前胸腺的功能，是内分泌系统的控制中心。另外，这种激素对卵巢的发育及昆虫的滞育也有控制作用。

2．蜕皮激素 简称MH，是由昆虫的前胸腺或相应的组织所分泌，它主要是对表皮细胞起作用，引起昆虫蜕皮。有翅昆虫成虫期后前胸腺退化，因此成虫期不再蜕皮。

3．保幼激素 简称JH，是由咽侧体所分泌，它具有保持幼虫性状的作用，在成虫期后具有刺激卵巢发育及卵黄形成的作用。

昆虫的生长发育是在以上三种激素的协调作用下进行的，其中AH是控制中心，没有AH的活化，前胸腺及咽侧体就不分泌MH及JH。幼虫期时，在AH的作用下，如果JH分泌量较多时，它与MH共同作用，使幼虫蜕皮后仍为幼虫（见图）。

如果JH分泌量下降，蜕皮后形成蛹。如果没有JH，仅有MH，蜕皮后形成成虫。如果JH不存在，就会导致大多数昆虫前胸腺的退化，因此成虫期不再蜕皮。咽侧体在成虫期分泌的JH在生殖中起作用。

四、休眠及滞育

昆虫在生长发育过程中，在非致死的不利环境条件下，例如低温、干旱等会直接引起活动停止、代谢降低，虫体处于暂时的静止状态。一旦不利因素被解除，昆虫立即恢复正常的活动与发育，这种现象称为休眠，例如冬眠、夏蛰。滞育虽然也表现出活动停止、代谢降低等静止现象，但它不是直接由外界条件所引起。在某些昆虫中，滞育甚至独立于环境。滞育出现在每个世代，而且具有一定的遗传特征。这是对重复出现的环境条件长期适应的结果。它主要由体内激素的作用而引起，而外界环境条件，如日照长度、温度等往往是在滞育虫态之前起作用。例如蛹期滞育是由幼虫期光照的长短所决定，甚至由胚胎期的光照所决定。滞育一旦开始，它必须持续该种所需要的时间长度，如几周，几个月甚至一年，因种而定。滞育中既使满足其生长发育的条件也不能解除滞育，例如一种天蚕蛾，夏末幼虫化蛹进入滞育，既使给它生长发育所需的一切条件，它仍将滞育半年到一年时间。目前人们已经知道许多昆虫用人为的条件可以打破滞育。例如我国蚕农用浸种的方法打破滞育（即滞育的卵用酸处理）。又如上述的天蚕蛾将其进入滞育的蛹，立刻给以6周3—5℃的低温处理，再放回室温中则会逐渐发育而变成成虫。

昆虫的滞育是由激素所控制，例如卷叶蛾的幼虫及柞蚕蛹期的滞育是由于AH的缺乏，随之引起MH的缺乏。如果将同种非滞育个体的脑移入，则会打破滞育。又如菱蝗成虫的滞育是由于AH及JH的缺乏所引起，注入AH及JH则滞育被打破。二化性家蚕夏季产的卵不滞育，秋季的卵进入滞育。它是由第二代蛹期咽下神经节内神经分泌细胞释放出的一种滞育激素作用于发育中的卵，产卵后，由早期的胚胎进入滞育，直至来年春天。

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