枯蝉胚胎发育及蒙古寒蝉末龄若虫与成虫复眼形态结构研究（半翅目：蝉科）.pdf

摘 要 枯蝉胚胎发育及蒙古寒蝉末龄若虫 与成虫复眼形态结构研究 （半翅目：蝉科） 摘 要 昆虫的胚胎发育可为分类学及系统发育分析提供重要依据；复眼是昆虫重要的视 觉器官，在探讨系统发育关系中具有重要意义。本研究主要以枯蝉和蒙古寒蝉为研究 对象，采用光学显微镜、电子显微镜等技术，对枯蝉的胚发育和蒙古寒蝉若虫及成虫 的复眼形态结构进行了研究。主要结果和结论如下： 1. 通过对枯蝉的胚胎发育研究发现，枯蝉的整个胚胎发育历期约为34 天。根据胚 胎发育过程中主要的形态特征变化，可将其整个胚胎发育时期分为 7 个阶段。在发育 的前13 天中（第 1–2 阶段），上唇和下唇附肢以成对独立的附肢存在；发育至第4 阶 段（大约337 h ），附肢在胚胎腹侧中线位置开始愈合，发育至第15 天（大约350 h ）（第 5 阶段）时完全愈合。胸部附肢在发育的第2 阶段（152– 174 h）已经分化形成。在发 育的前期阶段（第1–2 阶段），胚胎的腹部体节分化至第5 节；胚胎发育后期（第7 阶 段）（408–816 h ）腹部由11 个体节组成，体节数与一龄若虫一致，但成虫的腹部体节 数为 9 节。这表明在其他龄期若虫的发育过程中，腹部体节发生退化或者愈合。在胚 胎发育后期，上颚和下颚口针较短，呈管状，更多的部分在头壳内部发育。一龄若虫 的触角分为柄节、梗节和鞭节，鞭节又分为 5 个亚节；胸足均由基节、转节、腿节、 胫节、跗节和前跗节组成；前足已经发育形成开掘足，腿节腹侧形成一个凹槽，后齿 和副齿嵌在凹槽中。本研究结果可为今后更深入的蝉科昆虫胚胎发育研究及防治提供 参考，并为半翅目昆虫的比较胚胎学和系统发育分析提供有价值的信息。 2. 通过对蒙古寒蝉若虫和成虫复眼的形态结构研究发现，其复眼为并列像眼；末 龄若虫复眼的颜色在出土羽化前逐渐由白色变为红色至深褐色，成虫复眼则为浅褐色。 若虫复眼表面具有毛形、锥形感器和刺形感器，而成虫复眼无感器。末龄若虫白色复 眼的表面为完整的角膜，未分化形成小眼；末龄若虫红色和深褐色复眼则由许多五边 形或六边形小眼组成，排列不甚规则；成虫复眼均由排列整齐的等边六边形小眼组成。 若虫白色复眼内部由大量细胞团构成，未分化形成小眼结构；在若虫深褐色复眼中， 小眼次级色素细胞的细胞核集中分布在视杆和晶锥之间；在成虫复眼中，小眼次级色 素细胞的细胞核分布在晶锥近心端周围。若虫深褐色复眼中的初级色素细胞和小网膜 细胞内的色素颗粒分布较均匀，而成虫复眼小网膜细胞内的色素颗粒都分布在视杆周 围。蒙古寒蝉不同发育阶段的末龄若虫与成虫的复眼在小眼发育程度、色素颗粒分布 I 西北农林科技大学硕士学位论文 及表面感器有无等方面存在显著差异，表明蝉总科昆虫的复眼在低龄若虫期及末龄早 期不具备视觉功能，但具有感受外界机械压力或其他环境刺激的功能。这应是该总科 昆虫从若虫发育为成虫过程中对生态位显著改变（若虫长期在地下漆黑环境营固定生 活，成虫则在地上生活）的一种适应。本研究获得的蒙古寒蝉末龄若虫和成虫复眼形 态、结构和功能方面的信息，为昆虫复眼的发育及其功能变化与生境的相关性研究提 供了重要信息，也为深入探讨蝉总科与半翅目其他相关类群的系统演化提供了功能形 态学方面的新信息。 关键词：头喙亚目；蝉科；枯蝉；蒙古寒蝉；胚胎发育；复眼；若虫；形态 II 目 录 目 录 摘 要I ABSTRACT III 第一章 文献综述 1 1.1 昆虫的胚胎发育研究概况 1 1.2 半翅目昆虫胚胎发育的研究现状 2 1.3 昆虫的复眼 2 1.3.1 昆虫复眼的胚胎发育 2 1.3.2 昆虫复眼的形态结构 3 1.3.3 昆