昆虫的种类较多,外部形态变化很大。同种昆虫,由于虫期、性别不同,或地域差异,外部形态也有很大的变化。昆虫的外部形态虽然千差万别,但是它们的基本结构是一致的。因此,了解昆虫的外部形态特征,掌握其基本结构,对于识别昆虫是十分必要的。
昆虫隶属于节肢动物门(arthropoda)。体躯由若干环节组成,具有坚硬的几丁质外骨骼,附着肌肉,并包藏全部内脏器官。某些体节上着生有成对而分节的附肢,主要特征如下:
(1)昆虫纲的成虫(如螽斯)体躯明显地分为头、胸和腹3个体段(图4-1)。
图4-1 螽斯侧面观示昆虫结构
(2)头部一般具有1对触角、1对复眼和2~3个单眼(有时缺失),以及口器。
(3)胸部是运动中心,通常具有3对足、2对翅。
(4)腹部是生殖与消化中心,多由9个以上体节组成,末端有外生殖器,有时还有1对尾须。
理论上,昆虫的体躯由20节组成:头部6节,胸部3节,腹部12节。但实际上,头部各节完全愈合,腹部的节数常有减少的现象,有时只能见到几节。
昆虫的头部通常为近圆形的球体,头壳高度骨化,外观像六面体的盒子:上面为头顶,前方为额,两侧为颊,后方为后头,底部着生有口器。头壳的表面通常有1对复眼、1~3个单眼及1对触角。
昆虫通常有1对触角,着生于额的两侧。
典型的触角由柄节、梗节和鞭节组成,鞭节常由多个亚节组成。因昆虫种类和性别的不同,触角的形状也各有不同。在昆虫分类中,触角的类型常常被作为昆虫种类识别的主要依据之一。
常见的部分触角形状如图4-2所示(部分类型暂未采集到)。
常见触角类型具体可分为以下12种。
(1)球杆状触角[图4-2(a)]:结构与线状触角相似,但近端部数节膨大如棒,如蝶类、蝶角蛉的触角。
图4-2 常见的部分触角形状
(a)球杆状;(b)丝状;(c)刚毛状;(d)羽毛状;(e)膝状;(f)具芒状;(g)鳃片状;(h)环毛状
(2)丝状或线状触角[图4-2(b)]:丝状触角又叫线状触角,细长、呈圆筒形,除基节、梗节较粗外,其余各节大小、形状相似,并由基部向端部逐渐变细,如螽斯、天牛的触角。
(3)刚毛状触角[图4-2(c)]:触角短,基节与梗节较粗大,其余各节细似刚毛,如蜻蜓、蝉、叶蝉等的触角。
(4)羽毛状触角[图4-2(d)]:鞭节各亚节向两侧突出呈细枝状,枝上还可能有细毛,形似鸟类的羽毛或梳头的篦子。如多数蛾类雄虫的触角。
(5)膝状触角[图4-2(e)]:其柄节较长,梗节小,鞭节各亚节形状及大小近似,在梗节处呈肘膝状弯曲。如蚂蚁、蜜蜂的触角。
(6)具芒状触角[图4-2(f)]:鞭节不分亚节,较柄带和梗节粗大,其上有一刚毛状触角芒。为蝇类所特有。
(7)鳃片状触角[图4-2(g)]:鞭节端部几节扩展成片,形似鱼鳃。如鳃金龟的触角。
(8)环毛状触角[图4-2(h)]:除柄节与梗节外,鞭节部分亚节有一圈细毛,如雄性蚊类与摇蚊的触角。
(9)锤状触角:似棒状,但触角较短,鞭节端部突然膨大,形似锤状,如郭公虫的触角。
(10)锯齿状触角:鞭节各亚节的端部呈锯齿状向一边突出,如部分芫菁雄虫的触角。
(11)栉齿状触角:鞭节各亚节向一侧显著突出(较锯齿状更为强烈),状如梳栉,如部分豆象雄虫的触角。
(12)念珠状触角:基节较长,梗节小,鞭节由多个近似圆球形、大小相近的亚节组成,如白蚁的触角。
昆虫的眼分为单眼和复眼。
(1)单眼:着生于额区上方两复眼之间,一般3个,有时2个或1个。
(2)复眼:位于头的两侧上方,由许多小眼集合而成。小眼的数量从几个到几万个不等。一般飞行能力强的昆虫复眼发达,小眼多;在寄生性、穴居性昆虫及低等昆虫中复眼退化,甚至消失。
不同类型的昆虫,其口器变化非常大,通常可分为以下几种基本类型:
(1)咀嚼式口器:昆虫中最基本也是原始的口器类型,包括上唇、上颚、下颚、下唇和舌5个部分。上唇片状,位于口器的上方,着生在唇基的前缘;上颚为1对坚硬的齿状物,位于上唇下方两侧;下颚1对,位于上颚的后方,具1对下颚须;下唇片状,位于口器的底部,由组成口器的第3对附肢愈合而成,其上生有1对下唇须;舌为柔软袋状,位于口腔中央。如蝗虫的口器。
(2)刺吸式口器:构造特化显著。上唇很短,呈三角形的小片;下唇长而粗,延长成喙,有保护口器的作用;上颚与下颚特化成2对细长的口针,包在喙内,两对口针相互嵌接组成食物道和唾液道。如蝽的口器。
(3)锉吸式口器:短喙状。上颚不对称,右上颚高度退化或消失。左上颚和1对下颚的内颚叶特化成口针。其中,左上颚基部膨大,具有缩肌。如蓟马的口器。
(4)虹吸式口器:上颚完全缺失,下颚则十分发达,延长并互相嵌合成管状的喙,内部形成1个细长的食物道。喙不用时,蜷曲在头部的下面,如钟表的发条状。如蝶蛾类成虫的口器。
(5)嚼吸式口器:上颚发达,下颚和下唇联合延伸特化形成能吮吸液体食物的吸管;下唇和中唇舌及下唇须也延长成吮吸结构。嚼吸式口器为蜜蜂特有的口器。
(6)舐吸式口器:上颚和下颚退化,下唇末端特化成海绵状的唇瓣,唇瓣表面为膜质,横列由很多小骨环组成的细沟。如苍蝇的口器。
昆虫的头部根据口器着生位置的不同,可分为3种头式。
(1)下口式:口器着生在头部的下方,与身体的纵轴垂直,这种头式适于取食植物枝叶,是比较原始的形式。如蝗虫、蟋蟀和虎甲等。
(2)前口式:口器着生于头部的前方,与身体的纵轴呈一钝角或几乎平行,这种头式适于捕食动物或其他昆虫。如虎甲、步甲和草蛉等。
(3)后口式:口器向后倾斜,与身体纵轴成一锐角,不用时贴在身体的腹面,这种口器适于刺吸植物或动物的汁液。如蝽、蚜虫和叶蝉等。
昆虫的胸部由3节组成。从前至后依次为前胸、中胸和后胸;上、下两面分别叫背板和腹板,侧面称侧板。昆虫的胸部通常着生2对翅和3对足。
昆虫的足一般有6节,从基部至端部依次为基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节。足的主要类型(图4-3):
(1)步行足[图4-3(a)]:为昆虫中最常见的一类足,适于行走。如蝗虫的前足。
(2)跳跃足[图4-3(b)]:腿节特别发达,胫节一般细长,当股节肌肉收缩时,折在腿节下的胫节又突然伸开而使虫体向前上方快速运动,如蝗虫、跳甲、跳蚤的后足。
(3)捕捉足[图4-3(c)]:基节延长,腿节发达,腿节与胫节上多有相对的齿或刺而形成一个捕捉机构,如螳螂、猎蝽等捕食性昆虫的前足。
(4)开掘足[图4-3(d)]:较宽扁,腿节或胫节上具齿,适于挖土及拉断植物的细根。如蝼蛄等的前足。
(5)游泳足[图4-3(e)]:稍扁平,具较密缘毛,形如船桨,适于划水。如龙虱的足。
(6)抱握足[图4-3(f)]:较粗短,跗节特别膨大,具有吸盘状构造,在交配时能挟持雌虫,如龙虱雄虫的前足。
(7)携粉足[图4-3(g)]:胫节宽扁,边缘有长毛,形成花粉篮;第1跗节膨大,内侧具花粉刷。如蜜蜂的后足。
(8)攀缘足[图4-3(h)]:各节较粗短,胫端部具1个指状突,与跗节及呈弯爪状的前跗节构成一个钳状构造,能牢牢夹住人、畜的毛发。如虱类的足。
图4-3 足的主要类型
(a)步行足;(b)跳跃足;(c)捕捉足;(d)开掘足;(e)游泳足;(f)抱握足;(g)携粉足;(h)攀缘足
昆虫的翅为膜质,多为三角形。在翅展开时,朝向前面的边缘叫前缘,朝向后面的边缘叫后缘或内缘,朝向外面的边缘叫外缘。与身体相连的一角叫肩角,前缘与外缘所成的角叫作顶角,外缘与后缘所成的角叫作臀角。多数昆虫的翅为膜质的薄片,根据翅的折叠形态可将翅面划分为臀前区和臀区。有的昆虫在臀区的后面还有一个轭区。翅的基部则称为腋区。
1)假想脉序
昆虫翅的两层薄膜之间常有纵、横走向的翅脉。翅脉在翅面上的分布形式称为脉序或脉相。脉序在不同类群间变化很大,但在相同科、属内有比较固定的形式,因此常常被作为分类的依据。翅脉命名有八种不同的系统,图4-4是国际上常用的假想脉序模式(仿Ross)。主要纵脉有前缘脉(Costa, C)、亚前缘脉(Subcosta, Sc)、径脉(Radius, R)、中脉(Media, M)、肘脉(Cubitus, Cu)、臀脉(Anal vein, A)、轭脉(Jugal vein, J);主要横脉有肩横脉(humeral crossvein, h)、径横脉(radial crossvein, r)、分横脉(sectorial crossvein, s)、径中横脉(radiomedial crossvein, r-s)、中横脉(medial crossvein, m)、中肘横脉(mediocubital crossvein, m-cu)。通常,纵脉与横脉所围成的区域叫翅室。
图4-4 假想脉序模式(仿Ross)
2)翅的连锁
鳞翅目和膜翅目等以前翅为主要飞行器的昆虫,后翅一般不太发达,飞行时必须将后翅以某种形式挂在前翅上,才能保持前、后翅行动一致。
翅的连锁类型主要有以下几种:
(1)翅抱型又叫翅肩型、膨肩型、贴接型等:后翅前缘基部加宽,并多在亚前缘脉上连有1至数条肩横脉来加强翅基部的强度,飞行时靠空气压力等将前、后翅连在一起。
(2)翅轭型:前翅基部轭区向后延伸出呈指状突起,即轭叶或翅轭,飞行时伸到后翅前缘下面夹住后翅。
(3)翅缰型:后翅前缘基部发生1或数根硬刚毛,前翅后缘腹面具钩。飞行时,前、后翅间以翅缰与翅钩连接。
(4)翅褶型:通过前翅或后翅或两者同时具有的褶及相应构造把前、后翅连锁起来的。
(5)翅嵌型:前翅腹面爪片的端部具一个夹状构造,此夹状构造具长短、多少不一的指形小突;后翅前缘中部向上弯曲并加厚似铁轨状,飞行时嵌入前翅的夹状构造中。
3)翅的类型
(1)膜翅:膜质,薄而透明,翅脉明显可见,为昆虫中最常见的一类翅,如蜻蜓,草蛉,蜜蜂的前、后翅,蝗虫,甲虫的后翅等。
(2)鳞翅:膜质,因密被鳞片外观多不透明,如蝶、蛾的翅。
(3)缨翅:膜质透明,脉退化,翅缘具缨状长毛,如蓟马的翅。
(4)覆翅:革质,多不透明或半透明,主要起保护后翅的作用,如蝗虫和螳螂的前翅。
(5)鞘翅:全部骨化,坚硬,如天牛的前翅。
(6)半翅:基部革质,端部膜质,如九香虫的前翅。
(7)毛翅:膜质,翅面与翅脉被很多毛,多不透明或半透明,如毛翅目昆虫的翅。
(8)平衡棒:呈棍棒状,能起感觉与平衡体躯的作用,如双翅目昆虫的后翅。
昆虫的腹部由11个体节和尾节组成。大多数昆虫腹部的节数有减少的现象。每个腹节由背板和腹板组成。雌性的1~7个腹节和雄性的1~8个腹节称脏节,其构造简单而一致,两侧常各具一气门。雌性的第8、9个腹节和雄性的第9个腹节称生殖节,生殖节后的腹节称生殖后节。末节常有1对尾须,由于肛门位于此节的末端,故该节所具背板称为肛上板,侧腹面的一对侧叶称肛侧板。雌性的外生殖器叫产卵器,主要由3对分别着生在第8个腹节和第9个腹节的产卵瓣所组成。雄性的外生殖器叫交配器,位于第9个腹节的腹面。