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基于触角表征的鞘翅目系统发育关系分析

作　者: 李秀敏
导　师: 任国栋；王新谱
学　校: 河北大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 鞘翅目触角类型触角感器比较形态学系统发育
分类号: S433.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
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内容摘要

鞘翅目昆虫(简称甲虫)的触角形态多异,类型复杂,感器丰富,多样性特征显著,是研究其高级阶元系统发育关系和推断进化的重要器官。甲虫的触角类型分化和功能特化与其生命活动和适应进化密切相关。触角表面感器的大小及其数量变化随种类不同差异显著,具有不同的作用和功能。本文在检视大量标本和分析少量文献资料基础上,应用超景深三维数码显微镜技术和电子扫描技术,从进化角度比较研究了部分鞘翅目昆虫的高级阶元系统发育关系,获得如下初步结果:1.依据标本和部分资料比较研究分析了95科甲虫的触角亚类型和部分种类的表征,描述了各科的触角特征,重点比较了2亚目16总科53科120种甲虫的触角亚类型及其代表种的表面超微结构,将其感器类型总结为28种,其中发现4种新类型,分别是:角形感器、桑椹形感器、弧形感器和腔槽形感器;提供触角形态图157张,感器图53科120种354张。2.基于触角表征,推断了鞘翅目4亚目18总科64科、金龟总科13科、拟步甲科11族间的系统发育关系;初步结果表明,单纯以触角特征得出的鞘翅目各科间的系统发育关系并不支持传统的分类观点,但在总科内、科内反映的系统发育关系与传统的分类观点基本相同。3.基于触角比较形态学研究数据表明:触角类型从原始到分化进化的基本趋势是由较原始的长丝状向短小、端部逐渐膨大的棒状、锯齿状、栉齿状、锤状、鳃叶状等类型进化。4.基于触角感器类型的比较形态学研究数据表明:毛形感器和锥形感器普遍存在于鞘翅目各类群中,可视为比较原始的类型,其他类型因种类而异表现为不同程度的分化。5.触角类型性二型分化仅出现在少数甲虫类群中,其感器类型及其分布存在雌、雄差异,具有特殊的生物学意义。6.在一定程度上感器类型及其分布与昆虫的食性有很大的相关性,即食性相似甲虫的感器类型、及其分布也相似,反之则有所差异,一般多食性昆虫的感器类型和数量比单食性和寡食性昆虫的丰富。7.感器类型及其数量分布与甲虫的生境密切相关。生活于单一生境的甲虫种类(如沙漠甲虫),其感器类型比较单一,感器数量相对贫少;反之生活于复杂环境的甲虫种类(如东洋区甲虫),其感器类型及其数量复杂多样;不同甲虫种类因其生活环境相似,其触角感器类型及其分布也趋同。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
前言  13-14
第1章研究背景与课题提出  14-18
  1.1 国内外研究现状与动态  14-16
    1.1.1 国外研究进展  14
    1.1.2 国内研究进展  14-16
  1.2 研究课题提出  16-18
    1.2.1 对触角亚类型缺少研究  16
    1.2.2 对触角与昆虫的进化缺少研究  16
    1.2.3 对触角性二型现象缺少研究  16
    1.2.4 对触角感器的分布规律和分类价值缺少研究  16-18
第2章触角形态术语与类型  18-20
  2.1 触角的概念与功能  18
  2.2 触角的形态类型  18-20
    2.2.1 丝状触角  18
    2.2.2 念珠状触角或称串珠状  18
    2.2.3 锯齿状触角  18
    2.2.4 栉状触角  18
    2.2.5 棒状触角  18
    2.2.6 锤状触角  18-19
    2.2.7 膝状触角  19
    2.2.8 鳃角状触角  19
    2.2.9 豉角状触角  19
    2.2.10 叶片状触角  19
    2.2.11 枝状触角  19
    2.2.12 芒角状触角  19
    2.2.13 扇状触角  19-20
第3章触角感器类型  20-25
  3.1 毛形感器（sensilla trichodea，TS）  20
  3.2 刺形感器（sensilla chaetica，CS）  20
  3.3 锥形感器（sensilla basiconca，BS）  20
  3.4 栓锥形感器（sensilla styloconica，StS）  20
  3.5 腔锥形感器（sensilla coeloconica，CoS）  20-21
  3.6 鳞形感器（sensilla squamiformia，QS）  21
  3.7 钟形感器（sensilla campaniformia，CamS）  21
  3.8 板形感器（sensilla placodea，PS）  21
  3.9 坛形感器（sensilla ampullacea，AmS）  21
  3.10 剑鞘形感器（sensilla scolopadia，ScS）  21
  3.11 Bohm 氏鬃毛（Bohm bristles，BB）  21
  3.12 耳形感器（sensilla auricillica，AS）  21
  3.13 瓶形感器（sensilla ampullacea，AmS）  21
  3.14 指形感器（sensilla Digit-like，DS）  21-22
  3.15 锯齿形感器（sensilla sawtooth，SaS）  22
  3.16 芽形感器（Sensilla gemmiformium，GS）  22
  3.17 柱形感器（sensilla cylindrical，CyS）  22
  3.18 端指形感器（Finger-like sensillum，FS）  22
  3.19 齿形感器（Sensilla dentiform，DeS）  22
  3.20 腔柱形感器（Sensilla coelocolumnia，CoeS）  22
  3.21 星形感器（sensilla stellate on the surface of antennal top，Ste）  22
  3.22 凹槽钉形感器（Grooved peg，GP）  22
  3.23 感觉窝（sensory pits）  22-23
  3.24 感觉圈（sensorium）  23-25
第4章研究材料与方法  25-31
  4.1 研究材料  25-30
    4.1.1 标本与文献来源  25-30
    4.1.2 实验仪器与试剂  30
  4.2 研究方法  30-31
    4.2.1 样品处理与观察  30
    4.2.2 触角类型与感器类型鉴定  30
    4.2.3 系统发育关系分析  30-31
第5章研究结果  31-67
  5.1 触角形态多样性与亚类型划分  31-37
    5.1.1 形态多样性  31-34
    5.1.2 亚类型划分  34-37
  5.2 触角感器多态性与亚类型划分  37-67
    原鞘亚目 Archostemmata  38
      长扁甲科 Cupedidae  38
      复变甲科 Micromalthidae  38
    菌食亚目 Myxophaga  38
    肉食亚目 Adephaga  38-40
      虎甲科 Cicindelidae  38-39
      步甲科 Carabidae  39
      豉甲科 Gyrinidae  39
      小粒龙虱科 Noteridae  39
      龙虱科 Dytiscidae  39
      条脊甲科 Rhysodidae  39-40
    多食亚目 Polyphaga  40-67
      水龟虫总科 Hydrophiloidea  40
        水龟甲科 Hydrophilidae  40
        阎甲科 Histeridae  40
      隐翅甲总科 Staphylinoidea  40-41
        埋葬甲科 Silphidae  40-41
        隐翅虫科 Staphylinidae  41
      金龟总科 Scarabaeoidea  41-47
        金龟科 Scarabaeidae  41
        粪金龟科 Geotrupidae  41-42
        鳃金龟科 Melolonthidae  42-44
        皮金龟科 Trogidae  44-45
        红金龟科 Ochodaeidae  45
        蜉金龟科 Aphodiidae  45
        驼金龟科 Hybosoridae  45-46
        绒毛金龟科 Glaphyridae  46
        犀金龟科 Dynastidae  46
        丽金龟科 Rutelidae  46-47
        花金龟科 Cetoniidae  47
        斑金龟科 Trichiidae  47
        锹甲科 Lucanidae  47
      叩甲总科 Elateriformia  47-48
        叩甲科 Elateridae  47-48
        隐唇叩甲科 Eucnemidae  48
      长蠹总科 Bostrichoidea  48-49
        窃蠹科 Anobiidae  48
        皮蠹科 Derodontidae  48-49
      筒蠹总科 Lymexyloidea  49
        筒蠹科 Lymexylidae  49
      郭公甲总科 Cleroidea  49
        郭公甲科 Cleridae  49
      扁甲总科 Cucujoidea  49-51
        锯谷盗科 Silavanidae  49
        蜡斑甲科 Elotidae  49-50
        露尾甲科 Nitidulidae  50
        拟叩甲科 Languriidae  50
        伪瓢甲科 Endomychidae  50
        瓢甲科 Coccinellidae  50
        大蕈甲科 Erotylidae  50-51
        坚甲科 Colydiidae  51
      拟步甲总科 Tenebrionoidea  51-60
        拟步甲科 Tenebrionidae  51
        漠甲亚科 Pimeliinae  51-53
        拟步甲亚科 Tenebrioninae  53-55
        菌甲亚科 Diaperinae  55-56
        朽木甲亚科 Alleculinae  56
        舌甲亚科 Stenochiinae  56-57
        伪叶甲科 Lagriidae  57
        拟天牛科 Oedemeridae  57
        花蚤科 Mordellidae  57
        赤翅甲科 Pyrochroidae  57-58
        芫菁科 Meloidae  58-60
      叶甲总科 Chrysomeloidea  60-63
        铁甲科 Hispidae  60-61
        叶甲科 Chrysomelidae  61
        肖叶甲科 Eumolpidae  61-62
        天牛科 Cerambycidae  62
        负泥甲科 Crioceridae  62
        豆象科 Lariidae  62-63
      象甲总科 Curculionoidea  63-64
        小蠹科 Scolytidae  63
        象甲科 Curculionidae  63
        卷象科 Attelabidae  63-64
        三锥象科 Brentidae  64
      花萤总科 Cantharoidea  64-65
        萤科 Lampyridae  64
        红萤科 Lycidae  64-65
        花萤科 Cantharidae  65
      吉丁虫总科 Buprestoidea  65
        吉丁科 Buprestidae  65
      丸甲总科 Byrrhoidea  65-67
        溪泥甲科 Elmidae  65-66
        泥甲科 Dryopidae  66
        扁泥甲科 Psephenidae  66-67
第6章基于触角表征的系统发育关系推断  67-84
  6.1 基于触角表征的鞘翅目64 科的系统发育关系推断  67-75
  6.2 基于触角表征的金龟总科系统发育关系推断  75-77
    6.2.1 性状特征选取  75-76
    6.2.2 金龟总科间系统发育关系的推断  76-77
  6.3 基于触角表征的拟步甲科系统发育关系推断  77-80
    6.3.1 性状特征选取  77-79
    6.3.2 拟步甲科11 族系统发育关系的推断  79-80
  6.4 感器与甲虫的进化关系  80-82
  6.5 感器分布与甲虫栖境、食性的关系  82-84
    6.5.1 感器分布与甲虫栖境的关系  82
    6.5.2 感器分布与甲虫食性的关系  82-84
第7章结论与讨论  84-87
  7.1 结论  84-85
    7.1.1 关于触角的宏观形态进化  84
    7.1.2 关于触角的微观形态进化  84
    7.1.3 基于触角形态特征的甲虫进化关系  84-85
  7.2 讨论  85-87
    7.2.1 感受器形态多样性  85-86
    7.2.2 存在的问题与今后的研究方向  86-87
参考文献  87-90
致谢  90-91
攻读学位期间取得的科研成果  91-92
图版说明  92-161

基于触角表征的鞘翅目系统发育关系分析

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