小学生科学知识精选（在线免费阅读）

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昆虫的腹部构造








腹部是昆虫身体的最后一大段，前面与胸部相连接。它是昆虫消化食物和繁殖后代的中心。腹部一般为9～11节；少数种类减至3～6节。末尾几节常合并或退化，有时第1节与胸部最后1节合并为并胸腹节，其余各节构造十分相似，由背板和腹板组成，前8节通常各具1对气门。各节间有由褶叠起来的膜连接着，所以昆虫的腹部才能够自由伸缩，如蝗虫产卵的时候能把腹部拉长，把卵产在较深的土里，主要是依靠节间膜的作用。最末1节着生1对尾须，起感觉作用。

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昆虫的繁殖器官

雌成虫的第八节和第九节生有产卵的构造，称做产卵器。产卵器一般为管状，由位于第八节上的第一产卵瓣及位于第九腹节上第二、第三产卵瓣组合而成，第三产卵瓣是产卵器的背面（背产卵瓣），第一产卵瓣是腹面（腹产卵瓣），第二产卵瓣在中间（内产卵瓣）。昆虫的产卵器形态多种多样（见下图，取自王林瑶）：蟋蟀的产卵器长矛状；螽斯的产卵器像一把大刀；叶蜂的产卵器很象一把带齿的锯；一些蜂类的产卵器是细长的螯针，有的短小，特化成能注射毒液的螯刺，平时藏在体内，捕获猎物时伸出螯刺寄主，或用来防御敌害，卵则从螯刺基部产出，如胡蜂，蜜蜂等；姬蜂的产卵器通常很长，甚至超过体长数倍，能够很方便地将卵产在寄主体表或体内。并不是所有的昆虫都有产卵器，如甲虫、蝶、蛾、蝇等，产卵由腹部末端来执行，它们的腹部末端数节逐渐变得细长而相互套叠，产卵时可以伸得很长，将卵产在缝隙、物体表面或凹陷的地方。这种构造称做伪产卵器。有翅亚纲中一些低等的种类，如蜉蝣，也没有特化的产卵器，卵是通过两条侧输卵管在第7节腹板后的膜上形成的一对产卵孔产出的。产卵器的形状、构造及有无可以帮助我们了解昆虫产卵的方式和习性，比如具有锥状产卵器的蝗虫和矛状产卵器的蟋蟀是在土中产卵的，而没有特化的产卵器的昆虫就只能把卵产在物体表面或浅层缝隙中。蝉、叶蝉等具有针状的产卵器，它们和具有锯状产卵器的叶蜂、树蜂一样总是将卵产在植物组织中，而寄生性的蜂类常用外露的针状产卵器来将卵产在寄主的体内或体表。 　　雄虫的外生殖器称做交配器，是用来交尾的构造。交配器主要包括阳具和抱握器两部分。阳具将精子送入雌虫体中，抱握器在交配时负责握持雌虫的身体，使之处于合适的体位。阳具一般为锥状或管构造，包括阳茎基和阳茎，阳茎端部为射精管的开口处。交配时，在肌肉活动和血液的压力下，阳茎伸出体外，直至深插至雌体的交配囊内将精子输入交配囊。抱握器多来源于第九腹节的附肢，形状变化很大。无论阳具还是抱握器在不同类群中均呈现出不同变化，如直翅目、蜚蠊目、螳螂目昆虫，它们的雄性外生殖器只有阳具及其衍生构造，没有抱握器，而同翅目昆虫除了具有发达的阳具外，还有辅助交配器，其中包括抱握器。不同种昆虫的外生殖器形态差异很大，以此来实现种间隔离，保证只有同种个体才能交配。因此，雄性外生殖器的构造在昆虫分类中很重要，特别是近缘种类的鉴定，离开雄性外生殖器几乎无法区别。

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各式各样的口器（嘴巴）

口器是昆虫的嘴巴，担负着取食的重任。昆虫食料来源很广，有固体的，也有液体的，有暴露在外的，也有深藏在内的。因此，昆虫就有了各种各样相应的取食方式和口器类型。 　　（1）咀嚼式口器 　　这种口器在昆虫中是比较典型的，其它类型都是由这种类型演变而来的。咀嚼式口器是用来取食固体食物的。它和人的嘴巴一样有上唇、下唇、上颚（牙齿）和舌，但同时它还有下唇须、下颚和下颚须。上颚的前端有锋利的齿，叫做切区，用来切断食物；它的后部有一粗糙面，叫做磨区，用来磨碎食物。因此，昆虫的上颚与人类牙齿的排列和功能有异曲同工之处。下唇须、下颚和下颚须是感觉和辅助取食器官，下唇须和下颚须有味觉、嗅觉和触觉的功能。蝗虫的口器是咀嚼式口器的代表，此外，鞘翅目的成虫和幼虫、脉翅目成虫、鳞翅目幼虫及膜翅目多数成虫也都是咀嚼式口器。 　　（2）刺吸式口器 　　吸食动物血液和植物汁液的昆虫的口器就象一个空心的注射针头，取食时把针状的口器插到动植物的组织内吸食其中的汁液，这种口器叫做刺吸式口器。刺吸式口器的构造很巧妙，实际上就是把原来的下唇延长成一个收藏或保护口针的喙，上颚和下颚的一部分演变成细长的口针。口针的数目有变化，蝉有4根，虱子有3根，而蚊子有6根口针。此外，刺吸式口器还必须有专门的抽吸构造──食道唧筒。 　　蓟马的口器也是刺吸式类型的，但它们的口器与典型的刺吸式口器有所不同。蓟马的头部向下突出，其上唇和下唇合成一个短小的喙，内藏舌、左上颚和下颚口针，其右上颚已退化或消失。取食时，口针插入植物组织内，将其刮破，待汁液流出后再吸入消化道内。这种特殊的刺吸式口器常被称为锉吸式口器。 　　脉翅目幼虫（蚜狮、蚁狮）具有捕食性的刺吸式口器，简称捕吸式口器，其特点是上颚和下颚从两侧伸出头前，外形似1对镰刀。这类口器由左、右的上下颚分别合成刺吸构造，因而常被叫做双刺吸式口器（见左图）。 　　具有刺吸式口器的昆虫在取食过程中还常伴随着传播疾病，使动植物感染流行病。例如蚜虫等同翅目昆虫传播植物病毒病，蚊子、跳蚤等传播疟疾等。 　　（3）虹吸式口器 　　虹吸式口器是蝴蝶和蛾类特有的口器，它能吸到花朵深处的花蜜，因为这类口器长得象一根中间空心的钟表发条，用时能伸开，不用时就盘卷起来。这根喙管是由左右下颚的外颚叶极度延长后合在一起形成的，它由无数的骨化环紧密排列而成，环间有膜相连，故能伸能屈。下唇只留下发达的下唇须。这种构造一般用来吸食花蜜、水、腐烂的动植物汁液，有的也吸食成熟的果实。 　　（4）舐吸式口器 　　苍蝇吃东西又吸又舔，因此口器就象一个蘑菇头。喙是由下唇特化而来的，其前壁向下纵凹成唇槽，上唇呈刀状盖在上面，槽内藏着扁长的舌头，舌与槽形成食物道。喙在外形上是由主要为膜质的基喙、筒状的中喙和末端分为2瓣的端喙（即唇瓣）组成的。唇瓣上有一系列环沟，环沟集中到中央的缺口──前口上，前口附近的环沟间有齿，称前口齿。 　　取食时，两唇瓣展开平贴到食物上，使环沟的空隙与食物接触，液体食物即顺环沟流向前口而进入食物道。唇瓣也可向后翻转，使前口齿外露，刺刮固体食物，食物碎粒和液体一起吸入。舐吸式口器为蝇类成虫所特有。 　　蝇类幼虫与成虫的口器不同，它们的口器很退化，只能见到一对口钩，用来刮破食物，然后吸收汁液及固体碎屑。这种口器称为刮吸式口器。 　　（5）刮舐式口器 　　这类口器为双翅目若干吸血性虻类所具有。其上颚特化成扁平宽大的刀片状，可以象剪刀一样剪破动物的皮肤，使血液从伤口流出，下颚延长为针状，上、下抽动使伤口保持张开，下唇端部扩大成唇瓣，构造同舐吸式口器。当唇瓣贴在伤口上时，渗出的血液由唇瓣上的环沟吸入食物道。 　　（6）嚼吸式口器 　　顾名思义，嚼吸式口器既能咀嚼固体食物，又能吸收液体食物，为一些高等膜翅目昆虫所具有。蜜蜂的口器是这类口器的典型代表。它的上颚与咀嚼式口器相仿，用以咀嚼花粉和筑剿等。它的下颚和下唇组成吮吸用的喙。蜜蜂的喙仅在吸食时才由下颚和下唇合并而成，不用时则分开并折叠在头下。这时，上颚即可发挥咀嚼作用。

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多姿多彩的翅膀

昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的动物。飞行使昆虫在觅食、求偶、避敌和扩大分布范围等方面都比陆地动物要技高一筹，并成为昆虫纲繁荣兴旺的基础。昆虫翅膀的来源与鸟类不同，鸟类的翅膀是由前肢转变来的，而昆虫的翅膀则是由向两侧扩展成的侧背叶发展而来的。昆虫的翅膀十分灵活，不用时还可以收折在身体背面。 翅一般为三角形，为了研究方便，将每个边和角都给以一定的名称，并将翅面进行分区。 　　（1）翅脉与脉相 　　昆虫用来飞翔的翅为膜质，翅面上有纵横交错的翅脉，翅脉实际上是翅面在气管部位加厚形成的，它就像骨架一样对翅面起着支撑、加固的作用，还与飞行时翅的扭转运动有关。有的昆虫翅脉细密，如蜻蜓、蜉蝣、草蛉等。也有的翅脉稀少，如蝇类仅有几根脉。每一类昆虫都各有其独特的翅脉分布型式，叫脉相（或称脉序）。 　　（2）翅的类型 　　一般来讲，昆虫只有一对翅比较发达；主要用来担负飞行的任务。如鞘翅目、直翅目的昆虫是由后翅负责飞行的，它们的前翅发生了不同程度的骨化、加厚，可以对折起的后翅起保护作用。甲虫类的前翅骨化程度较高，看不到翅脉，形成了鞘翅；直翅目的蝗虫、螽斯、蟋蟀等昆虫前翅骨化程度较低，革质而半透明，翅脉仍明显存在，称为覆翅（复翅）。蝽类的前翅仅基半部骨化，端半部仍为膜质，称为半鞘翅。在其它一些昆虫中，前翅成为主要的飞行器官，后翅多变小或退化。双翅目昆虫（蝇、蚊等）和雄性蚧壳虫的后翅退化成很小的棍棒状构造，在飞行中其平衡作用，称为平衡棒。不少昆虫的翅仍然是膜质透明的，但翅面上有着不同的覆盖物。例如，蝶与蛾的翅面上覆盖有色彩斑斓的鳞片，故称鳞翅；石蛾的翅上生有很多毛，称为毛翅；蓟马的翅很狭小，而边缘上有很多长毛，称为缨翅。 　 　 　　（3）翅的连锁 　　如果后翅变小但在飞行中仍然起作用，则后翅通常以各种形式的连锁器与前翅挂在一起，行动起来成为一个整体，使飞行更为有效。这种连锁器构造很巧妙，形式多种多样，有的是弯折和小钩列形成的连锁（蜂，蚜虫），有的是靠一至数根硬鬃与前翅相连（蛾），还有的后翅基部前缘有1个叶状突出物与前翅相连锁（蝶），或者前、后翅都有卷褶相互连锁（蝉）。 　　（4）飞行速度 　　昆虫大部分都能较远距离地飞翔，如蝗虫和粘虫成虫都是飞翔力极强的昆虫。飞蝗可成群结队飞行千里。据我国昆虫学工作者们研究，每年春夏在广东一带越冬后羽化的粘虫，可以成群飞越数千里，漂洋过海到北方去觅食。蜜蜂每小时可持续飞行10～20的公里。牛虻每小时可飞行40余公里。蚊虫为了寻找水源产卵，也可以飞行数公里。蜻蜓、螽斯和某些种天蛾也能够持续飞行数百里乃至千里而不着陆。某些昆虫除飞行距离远外，飞翔速度也很了不起，蜻蜓每秒钟飞10～20米；金龟子每秒钟飞2.2～3米；天蛾每秒钟飞5米；菜粉蝶每秒钟飞1.8～2.3米；家缎每秒钟飞2米；牛虻每秒钟飞4～14米；蜜蜂每秒钟可飞2.5～6米。因为昆虫有这样强的飞翔能力，再加上高空气流和风的影响，便给昆虫远距离飞迁提供了良好的条件。 　　以上这些翅的形状和飞行的特点，都在一定程度上反映了各种昆虫的生活特点，同时也给人们提供了认识昆虫种类的依据。为了防止害虫扩大蔓延，我们必须把害虫消灭在长翅膀以前，例如飞蝗、盲蝽等都要消灭在三龄以前。

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短暂的一生

有些动物的一生要经过几十年，昆虫的一生往往只在很短的时间里渡过。一个个体（无论是卵还是幼虫）从离开母体发育到性成熟产生后代止的个体发育史，称为一个世代。世代也就是从出生到死亡（非意外死亡）的整个发育过程。一种昆虫在一年内的发育史，更确切地说，从当年的越冬虫态开始活动起，到第二年越冬结束为止的发育经过，称生活年史，简称生活史。 　　各种昆虫完成一个世代所需的时间不同，在一年内能完成的世代数也不同。有的昆虫一年只完成1代，就称为一化性昆虫。一年发生2代以上的，称为多化性昆虫。二化螟、三化螟的名称就是根据它们一年发生的世代数命名的。有的昆虫一年内能完成很多代，为害棉花的蚜虫一年可完成20～30代。另外一些种类完成一个世代则往往需要2～3年，最长的甚至要十几年，如十七年蝉。 　　一只昆虫刚从卵孵化出来后，需要经过一系列外部形态和内部组织的变化，才能发育为性成熟的成虫，这种变化称为变态。昆虫经过长期的演化，随着成、幼虫态的分化、翅的获得，以及幼期对生活环境的特殊适应，发生了不少变态类型，主要有以下五个基本类型。 　　1、增节变态：增节变态是从多足纲演化来时保留下来的一种原始变态类型。在昆虫纲中唯有无翅亚纲的原尾目是以增节变态型式发育的。这种变态的特点是幼期和成熟期之间除了个体大小和性器官发育程度的差别外，腹部的体节数是逐渐增加的：初孵化的原尾虫腹部只有9节，以后在最后两节之间逐渐增加出3节，至全数12节为止。第12节是尾节，所增加的3节都是从第8节增生出来的。 　　2、表变态：这是无翅亚纲中除原尾目以外各目（弹尾目、缨尾目和双尾目）所具有的变态类型。表变态的特点是从卵孵化出的幼期已经基本上具备了成虫的特征，在胚后发育中仅在个体增大、性器官的成熟、触角及尾须节数的增多、鳞片及刚毛的增长等方面有所变化，一般来说这些变化都不很明显。表变态的另一特征是在成虫期还继续脱皮。 　　3、原变态：原变态是有翅昆虫中最原始的变态类型，只有蜉蝣目才有这种变态类型。它的特点是从幼期转变为真正的成虫期要经过一个亚成虫期。亚成虫期是一个很短的虫期，有时还不到一个小时，它在外形上与成虫一样，也能飞行。 　　4、不全变态：这种变态类型只有3个虫期，即卵期、幼虫期和成虫期。成虫期的特征随着幼期的生长发育而逐渐显现，翅在幼期的体外发育。不全变态与原变态的主要不同点为：成虫期不再脱皮，幼虫期为寡足型（只有3对胸足，无腹足）。最典型的不全变态类昆虫有：直翅目、等翅目、竹节虫目、螳螂目、蜚蠊目、革翅目、啮齿目、纺足目、半翅目、同翅目等。这些昆虫的幼虫陆生，称为若虫。蜻蜓目、绩翅目的幼虫水生，因而其幼虫比较特化，称为稚虫。 　　　 　　5、完全变态：这种变态类型有4个虫期：卵、幼虫、蛹和成虫。全变态类的幼虫不仅外部形态和内部器官与成虫完全不同，而且生活习性也常常不同。例如，蝴蝶的幼虫为多足的毛毛虫，取食植物的叶子；成虫则是美丽的蝴蝶，大多取食花蜜和水。在全变态中，有一些昆虫的幼虫在各龄之间生活方式迥然不同，因此，相应在体形、结构等方面都有极大的差别。这种发育过程显得更为复杂，所以另称为复变态。复变态是某些寄生昆虫所特有的现象。芫菁是复变态的一个很好的例子。

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最大与最小的昆虫








从重量来说，世界上最重的昆虫是热带美洲的巨大犀金龟（鞘翅目犀金龟科）。这种犀金龟从头部突起到腹部末端长达155毫米，身体宽100毫米，比一只最大的鹅蛋还大。其重量竟有约100克，相当两个鸡蛋的重量。另外，巴西产的一种天牛（鞘翅目天牛科）体长也有150多毫米。但从体长来说，最长的昆虫是生活在马来半岛的一种竹节虫，其体长有270毫米，比一只铅笔还要长。

世界上最小最轻的昆虫是膜翅目缨小蜂科Mymaridae的一种卵蜂Alaptus magnonimus Annandale，体长仅0.21毫米，其重量也极其轻微，只有0.005毫克。折算一下，20万只才1克，1000万只才有一个鸡蛋那么重。

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昆虫如何呼吸



刘北利 译



任何生物都必须靠呼吸来维持生命。呼吸就是吸入空气以得到氧气，然后呼出不同成分的气体。我们呼出的气体中已无氧气。而增加了二氧化碳和水分。

被吸入的氧气用以“燃烧”一些食品供身体之需。废弃之物，包括水分与二氧化碳，被身体排除，其中一部分就是被呼出的。

海蜇以及其他许多虫子的呼吸方式也许是最为简单的。它们没有呼吸器官。氧气溶解在它们所生活的水中通过皮肤渗入，溶解了二氧化碳渗出。它们的“呼吸”就是这样。

蚯蚓比较复杂一些，它特殊的体液，也就是血液，把氧气从皮肤带入，又把二氧化碳带出。青蛙有时也是这样，把皮肤作为呼吸器官。但是它的肺可供身体需要大量氧气时使用。

对于昆虫，呼吸的方式极其奇特有趣。如果我们仔细观察一只昆虫的腹部，就是肚子，我们会看到大量的小开口，叫气门。每一个气门都是一个导管的入口。这个导管和人呼吸的气管功能是一样的。所以昆虫和我们呼吸的方式相同，只是昆虫的肚子里有数百个气管来导入空气。对于昆虫这么小的生物，这些管道并不占多少空间。但是你能设想人类的呼吸系统也如同昆虫的呼吸系统吗?那其他的器官就几乎没有地方了!

还有，呼吸的频率(也就是空气吸入的频度)取决于生物的体积。身体越庞大的动物，呼吸就越慢。一只大象一分钟呼吸大约10次，而一只老鼠一分钟呼吸大约200次!