基本信息
- 项目名称：
- 蝎蛉科与蚊蝎蛉科触角感器超微结构比较研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 长翅目是全变态类昆虫中最古老的成员之一，同时又是重要的生态指示昆虫，在昆虫的进化以及环境监测等方面具有重要意义。触角作为昆虫最重要的感觉器官，在觅食和觅偶等行为中起着重要作用。研究触角上不同的感器类型对于揭示昆虫的亲缘关系十分重要。本文首次采用扫描电子显微镜，观察、比较了染翅蝎蛉Sinopanorpa tincta (Navas)和中华蚊蝎蛉Bittacus sinensis Walker雌、雄虫触角感器的超微结构、类型和分布。染翅蝎蛉触角上共发现8种感器，中华蚊蝎蛉触角上共发现7种感器。简要讨论了各种触角感器的功能。
- 详细介绍：
- 利用扫描电镜对蝎蛉科与蚊蝎蛉科触角感器超微结构进行观察，染翅蝎蛉触角上共发现8种感器，分别为短刺形感受器、Bohm氏鬃毛、毛形感受器、短毛形感受器、锥形感受器、刺形感受器、腔形感受器和微毛形感受器。中华蚊蝎蛉触角上共发现7种感受器，分别为Bohm氏鬃毛、芽形感受器、毛形感受器、刺形感受器、畸形毛感受器、腔锥感受器和钟形感受器。雌、雄间触角感觉器差别不大。对前人的研究进行了分析，并在此基础上简要讨论了各种触角感器的功能。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 长翅目是全变态类昆虫中最古老的成员之一，在昆虫纲系统发育中占据重要地位，同时也是重要的生态指示昆虫，在环境监测和生物多样性保护方面具有重要意义。触角作为主要的嗅觉器官，着生的各种类型的感器在昆虫觅食和求偶中起着重要作用，对于昆虫识别也有重要意义。本文采用扫描电镜，研究了染翅蝎蛉和中华蚊蝎蛉触角感器的超微结构，为了解长翅目昆虫触角感器与行为之间的关系，揭示其亲缘关系奠定了基础。
科学性、先进性及独特之处
- 本文首次通过扫描电镜，观察研究了长翅目蝎蛉科和蚊蝎蛉科昆虫触角感器的超微结构、类型以及分布，并比较了两者的差异，推测了不同类型感受器的功能，讨论了触角感器与其嗅觉行为和识别机制间的密切联系，填补了国内外研究空白。
应用价值和现实意义
- 通过对蝎蛉和蚊蝎蛉的触角感器进行扫描电镜观察，弄清了触角感受器的类型及其分布，为下一步进行透射电镜观察，揭示感受器的内部结构和功能奠定了良好基础。另外，研究触角感受器的类型、结构以及分布，是探索昆虫嗅觉行为和识别机制的前提，有助于深入了解昆虫的化学感受系统及其触角感器与昆虫行为之间的关系，为深入了解昆虫的亲缘关系提供科学依据。
学术论文摘要
- 长翅目是最原始的全变态类昆虫，同时又是重要的生态指示昆虫，在昆虫的进化以及环境监测等方面具有重要意义。触角作为昆虫最重要的感觉器官，在觅食和觅偶等行为中起着重要作用。研究触角上不同的感器类型对于揭示昆虫的亲缘关系十分重要。本文首次采用扫描电子显微镜，观察、比较了染翅蝎蛉Sinopanorpa tincta (Navas)和中华蚊蝎蛉Bittacus sinensis Walker雌、雄虫触角感器的超微结构、类型和分布。染翅蝎蛉触角上共发现8种感器，分别为短刺形感器、Bohm氏鬃毛、毛形感器、短毛形感器、锥形感器、刺形感器、腔形感器和微毛形感器。中华蚊蝎蛉触角上共发现7种感器，分别为Bohm氏鬃毛、芽形感器、毛形感器、刺形感器、畸形毛感器、腔锥感器和钟形感器。蚊蝎蛉与蝎蛉触角感器的最大区别，是存在有大量的腔锥感器。简要讨论了各种触角感器的功能。
获奖情况
- 2008年国家级大学生创新性实验计划资助项目，论文已投国家一级学报——《昆虫学报》； 2009年5月在校第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获特等奖； 2009年6月在陕西省第七届"挑战杯"大学生课外学术科技作品竞赛中获一等奖。
鉴定结果
参考文献
- 1) 谭江丽, 花保祯. 2008. 蚊蝎蛉捕捉足构造. 昆虫学报, 51: 745-752. 2) 周尧,冉瑞碧,王素梅. 1981. 长翅目昆虫的分类研究（Ⅰ,Ⅱ）.昆虫分类学报,3: 1-22. 3) Byers GW, Thornhill R. 1983. Biology of the Mecoptera. Annual Review of Entomology, 28: 203-228. 4) Hashimoto Y. 1990. Unique features of sensilla on the antennae of Formicidae (Hymenoptera). Applied Entomology and Zoology, 25: 491-501. 5) Schneider D. 1964. Insect antennae. Annual Review of Entomology, 9: 103-122. 6) Slifer EH, Sekhon SS. 1972. Sense organs on the antennal flagellum of damselfies and dragonflies (Odonata) . International Journal of Insect Morphology & Embryology, 1: 289-300. 7) Slifer EH, 1975. Sense organs on the antennal flagellum of two species of scorpionflies (Mecoptera). International Journal of Insect Morphology & Embryology, 4: 467-475.
同类课题研究水平概述
- 长翅目Mecoptera昆虫对环境变化敏感，是一类重要的生态指示昆虫，在环境监测和生物多样性保护中具有重要意义；同时，蚊蝎蛉成虫三对足跗节均特化形成捕捉结构，以前足悬挂在植物上，而以中、后足捕获猎物，在维持森林生态平衡中也有一定作用；此外，长翅目是昆虫纲Insecta中唯一在幼虫期具有复眼的类群，是全变态类最基部的分支，是联系全变态类Holometabola与半变态类Hemimetabola昆虫的重要纽带，在昆虫纲系统发育中占据独特地位（Byers & Thornhill，1983）。 触角是昆虫最重要的感觉器官，主要司感受机械刺激和气味等功能，包括性信息素、寄主气味、二氧化碳、温湿度等。昆虫一系列复杂的行为，如觅食、寻找配偶等，主要通过触角上着生的不同类型的感器来实现。研究触角感器的类型、数量和分布，是探索昆虫一些重要行为的前提，有助于深入了解昆虫的触角感器与行为反应之间的关系，了解昆虫与自然界的化学通信等，为昆虫系统发育和进化研究提供重要依据。近年来，国内外对于昆虫触角感器的研究主要集中在鳞翅目、膜翅目、鞘翅目等，但对长翅目昆虫的触角感器，仅Slifer (1975) 利用光学显微镜对Panorpa dissimilis和Bittacus chlorostigma进行过初步研究，由于受研究手段所限，他对许多感器类型未能看清或观察到。因此，本文以染翅蝎蛉Sinopanorpa tincta和中华蚊蝎蛉Bittacus sinensis为代表，首次利用扫描电子显微镜比较研究了蝎蛉科和蚊蝎蛉科触角感器的类型及其超微结构，以期为进一步研究其长翅目昆虫的行为生物学、化学生态学和系统进化等奠定基础。
