明明是同一种昆虫,为啥长得这么不一样

百科   2024-12-11 18:35   北京  


来源:en.wikipedia.org

Eurema hecabe 旱季形态


来源:en.wikipedia.org
Eurema hecabe 雨季形态

呆呆




昆虫长相千奇百怪,即便是同一种昆虫,有时候也长得不一样。



+ 雌 雄 异 型 +


来源:en.wikipedia.org
白纹横沟长角象甲 Xenocerus deletus

同种的雌雄个体除生殖器官的结构差异和第2性征的不同外,在大小、颜色、结构等方面存在明显差异的现象叫雌雄异型现象。

有些昆虫妹子就拥有着一个顶俩儿的体型,当它们带着心爱的老公到处游走时,就像老母亲带娃遛弯儿一般。


来源:www.jaxshells.org

双带缺翅䗛 

大的为雌虫,体型较小的雄虫趴在雌虫身上

而雌雄两性颜色明显不同鳞翅目的蝶类中较为常见:

© Kayla Willis

在结构上,有些昆虫两性个体有着明显差异:

比如鞘翅目的锹甲,雄虫多具有异常发达的上颚,而相对于威风凛凛的锹甲汉子,锹甲妹子没有夸张的上颚,外形要柔和很多。

来源:beetlesinthebush.com

左雄 右雌


一些象甲雌虫在产卵前常用象鼻状的“喙”在寄主植物上啃一个洞,然后在洞中产卵,因此,雌虫的“喙”常明显长于雄性。


来源:www.zin.ru

苏铁旋喙象甲Antliarhinus zamiae 左雄 右雌

还有一些昆虫,其雌雄长相差异更为夸张,甚至会让人误以为是不同的种类。

介壳虫雌虫大都身材茁壮,有些圆圆滚滚、有些扁扁平平,但都很难区分头、胸、腹,而且无翅,不能飞行。

来源:www.projectnoah.org

草履蚧 Drosicha corpulenta  雌虫


相比雌虫,介壳虫雄虫则相对美观一些:


来源:biology.stackexchange.com

草履蚧 Drosicha corpulenta  雄虫



+ 多 型 现 象 +


多型现象(polymorphism)是指同种昆虫在同一性别的个体中出现不同类型分化的现象。这种现象主要出现在成虫期,但有时也可以出现在幼虫期。它包括遗传多型性和非遗传多型性。

遗传性多型现象是指由遗传基因控制种群的分化。非遗传性多型现象是指由环境条件(如食物、温度、光照等)引起的表型差异,如形态、行为特性等,当环境条件差异一旦减少或消失时,生物型的分化也随之消除。

来源:文献1
非洲白凤蝶 Papilio dardanus 

左上角为雄性,其余8个均为不同雌性形态

比如,飞蝗就具有明显的多型现象,即在不同的种群密度条件下,表现出群居型和散居型2种不同的生态型,两者在形态特征、生理机能、体色和行为等方面呈现出极大的差异。


群居型飞蝗最直观的群体防御机制是警戒色,即群居型飞蝗黑色背板和棕色腹面的体色向捕食者发出警告信号。


图源:wikimedia

群居型飞蝗


而散居型飞蝗的体色则更接近周围植物的颜色, 即均一的绿色,形成一种天然保护色。


图源:wikimedia

散居型飞蝗


有趣的是,飞蝗在种群密度发生变化时,群居型和散居型可以相互转变,而这一现象被称之为型变。


在自然条件下,当飞蝗在高密度下(例如 10 ~ 50 头/m2 或者更高),容易形成群居型,它们运动活跃,喜欢集群,成虫有远距离迁飞习性;而在低密度下(0. 1 ~ 1 头/m2 或以下),飞蝗更容易以散居型的形式存在,运动不活跃,并且尽量避免个体间的接触。


图源:文献2

群居型飞蝗若虫(上图)和散居型飞蝗若虫(下图)

种群密度是绿色和黑色转变的刺激因素,飞蝗通过物理学三原色调配,协调其从绿色的散居型变成黑色的群居型,从而获得群聚警戒色来躲避天敌捕食。


许多鳞翅目昆虫由于季节和食物变化也具有多型现象,比如绿内莫尺蛾Nemoria arizonaria常生活在橡树上,它们每年繁殖两代,一代在春季,另一代在夏季。春季一代的尺蠖在橡树开花时出现,以橡树的花序为食,并长成与橡树花序非常相似的模样。相比之下,夏季一代的尺蠖则出现在不再开花的橡树上,是以树叶为食,它们长得像橡树的嫩枝。

来源:文献3
 绿内莫尺蛾Nemoria arizonaria幼虫分别在柔荑花序(左)和小枝(右)的形态

蚜虫具有翅多型现象,在雌性蚜虫孤雌生殖阶段,因环境影响表现为有翅和无翅两种性状。有翅型擅于飞行,能量主要用于迁移;而无翅型的雌虫能量主要用于繁殖后代。
有趣的是,在雄虫中也同样存在着翅多型,但是雄虫的翅多型是由不同的基因型决定的。
来源:文献3
豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的雌性有翅和无翅形态

嗡蜣螂属Onthophagus的雄性存在角多型现象,雄性角的出现取决于体型,较大的雄性幼虫会发育成长角的成虫,而较小的雄性幼虫如果未能达到临界体型,通常会发育成小角或无角的甲虫。

来源:文献3

黑腹嗡蜣螂Onthophagus nigriventris 的有角雄性和无角雄性

多型现象在“社会性”昆虫中更为典型,如膜翅目的蜜蜂、蚂蚁及等翅目的白蚁等。蜜蜂雌性个体中有蜂王和失去生殖能力而担负采蜜、筑巢等职责的工蜂。蚂蚁的类型更多,有的种类中可分化出20多种类型,主要为有翅和无翅的蚁后,有翅和无翅的雄蚁,还有工蚁、兵蚁等。

来源:文献3

白色标记的为蜂王,四周为工蜂


看到这里不得不感叹,同一种昆虫竟然有如此多变化,真是让人傻傻分不清呢!



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图片来源:Google 来源见水印

1 Sekimura, Toshio. (2014). Pattern Formation and 

Diversity in Butterfly Wings: Experiments and Models. 

Xiaojiao Guo, Qiaoqiao Yu, Dafeng Chen, Jianing Wei,

Pengcheng Yang , Jia Yu, Xianhui Wang,Le Kang. 2020. 

4-Vinylanisole is an aggregation pheromone in locusts. 

Nature,584:584–588.

3 Stephen J. Simpson, Gregory A. Sword, Nathan Lo,

Polyphenism in Insects,Current Biology,Volume 21, 

Issue 18,2011:R738-R749.

4 薛宪词,于黎.昆虫非遗传多型性研究进展[J].遗传,

2017,39(09):798-809.

5 宋红军,刘婷,刘晚兰,等.昆虫多型现象研究

及展望[J].山西农业科学,2009,37(12):71-74.


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本期小编:桃花岛主

审校:采虫翁、户儿娘娘

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