第1章 成虫的形态学特征
成虫是枯叶蛱蝶长出翅膀而具备飞行机能、性成熟而具备生殖能力的生活史阶段,也是枯叶蛱蝶能够呈现其著名的枯叶伪装形态的虫期。与其他昆虫一样,枯叶蛱蝶的成虫也是由头、胸、腹三个体段组成,头部是取食和感觉中心,胸部是运动中心,腹部是代谢和生殖中心。成虫翅膀背面色彩艳丽,腹面则呈现各种枯落树叶的常见颜色和斑纹。枯叶蛱蝶闻名遐迩的枯叶模拟形态乃是由其成虫停息时的翅膀形状、翅腹面的色斑与虫体各部分协同造就的。本章从昆虫形态学的角度详细介绍枯叶蛱蝶成虫的外部功能性构造。
1.1 体躯构造
成虫的体躯,即虫体,大略呈圆筒形,左右对称,分为头部、胸部和腹部3个体段(图1-1)。体表密被鳞片,背面黑褐色,密生长鳞毛;头部和胸部的侧面在不同个体中呈现不同颜色,在成虫翅膀合拢时与翅腹面的颜色协同构成枯叶伪装色。依其功能不同,各体段上着生有不同附器。中胸、后胸及腹部1~8节侧面各具1对气门,为呼吸器官在体表的开口。头部和胸部的体壁硬化,腹部除末端的生殖节外,其余体节体壁柔软,相互间通过柔软的节间膜连接,可自由活动。虫体自头部下唇须前端至腹部末端长30~35mm。
图1-1 枯叶蛱蝶成虫的体躯构造和体向
1.1.1 头部
头部(head)为成虫的摄食和感觉中心,具有复眼、触角、喙管及下唇须等附器(图1-2)。锥形,背面黑褐色,密布长鳞毛;侧面和腹面的颜色则因个体而异。连接头部与胸部的颈部细短,使头部可自由活动。
图1-2 枯叶蛱蝶成虫的头部
1. 触角
触角(antenna)1对,黑褐色,细长呈棒状,端部膨大,基部着生于头部背面中线两侧的膜质触角窝内,可自由活动,长17.21±0.28mm(♂)或17.95±0.25mm(♀)。触角分节,基部第一节为柄节,第二节为梗节,其余各节共同组成触角的鞭节。柄节和梗节均很短,合计总长度不足1mm,隐藏于头部背面的鳞毛丛内。露出外面的为鞭节,长16.51±0.26mm(♂)或17.17±0.24mm(♀)。鞭节由数量略有差异的鞭小节组成,雌成虫鞭小节数为49~54节,雄成虫鞭小节数为47~52节。雌成虫触角柄节、梗节和鞭节的长度均大于雄成虫。
触角是成虫的主要嗅觉器官,据唐宇翀等(2013)观察,其上分布有至少5类感受器,以鳞片形感受器数量*大。触角对于成虫在飞行中保持平衡也很重要。因而,触角在成虫觅食、求偶、避敌和产卵活动中均具有重要功能。
2. 复眼
复眼(compound eye)是成虫的主要视觉器官,位于头部侧上方,整体呈半球形,暗褐色。复眼由数目众多的小眼(ommatidia)组成,具有强大的视觉功能,对运动的物体尤其敏感,在枯叶蛱蝶求偶、产卵和防卫中具重要作用。
3. 喙管
喙管(proboscis)是成虫用于摄取液体食物的虹吸式口器,像一根柔软的吸管,末端尖细,不用时卷曲于头下方,隐藏在下唇须基部的喙管腔内。喙管由左右两条侧叶组成,每条侧叶向内一侧具有纵沟,左右侧叶嵌合后便形成了喙管中央的吸食管道。
4. 下唇须
枯叶蛱蝶的下唇须(labial palpus)较长,着生于头部前下方的下唇上,伸出头前方,整个头部因此呈尖锥状,在蝶类中显得与众不同。这种形状特化,有助于将虫体与合拢翅膀的轮廓融为一体,是成虫枯叶伪装形态的构成部分之一。下唇须由左右2片侧叶合拢而成,表面密布由鳞片特化而成的鳞毛。
1.1.2 胸部
胸部(thorax)是成虫的运动中心,由3个体节组成,分别称前胸、中胸和后胸。3个胸节之间高度愈合,各节均不能独立活动。各胸节的腹侧着生有胸足1对,分别称前足、中足和后足;中胸和后胸背侧各有1对翅,分别称前翅和后翅(图1-3)。背面黑褐色,散布有青蓝色鳞,密被黑褐色鳞毛;侧面和腹面密被细长鳞毛,颜色因个体而异,但均与翅膀腹面的颜色一致,以此将虫体胸部融入成虫整体的枯叶伪装形态。
前足(fore-leg)退化,蜷缩在前胸腹面;中足(mid-leg)和后足(hind-leg)发达,适宜步行。中、后足均分为6节,从基部到末端依次为基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节。其中,基节粗短,转节短小,此两节均隐藏在体表的鳞毛丛内。腿节粗长,颜色较深;胫节细长,颜色较浅,边缘有小刺,末端有距。中后足的跗节均由5个小节构成;前跗节末端有爪,故又称爪节。成虫停栖时主要以其中后足跗节的第3~5小节和前跗节接触物体表面,支撑起整个身体。3对胸足表面均密布有特化的鳞片。
图1-3 枯叶蛱蝶成虫的胸部
A. 背面;B. 侧面;C. 胸部侧面的鳞毛
1.1.3 腹部
腹部是成虫的代谢和生殖中心,无运动用的附肢,内部包含了消化系统、呼吸系统、循环系统和排泄系统的大部分及全部内生殖系统。腹部的整体形状呈纺锤形,背面和侧面黑褐色;腹面颜色与翅膀腹面相似(图1-4)。成虫合拢翅膀时,两侧后翅的后缘将腹部完全包裹起来,仅在日光浴、取食、产卵或求偶守候期间偶尔露出腹部。
图1-4 枯叶蛱蝶成虫的腹部
A. 背面;B. 侧面(雌);C. 腹面(雌);D. 侧面(雄);E. 腹部的鳞片和鳞毛;F. 腹部气门
腹部由10节组成,第1节退化,第9、10节特化为生殖器官(故称生殖节)。2~8腹节之间由柔韧的节间膜和侧膜连结,能伸缩和扭曲。雌蝶腹部一般较雄蝶粗壮,腹末较为平截,而雄蝶的腹部略显细长。
雌成虫腹部第7节明显较长,第8~10节细小,平时缩入第7节内,仅在产卵时伸出可见。雌蝶的外生殖器官为双孔式,即经由交配孔在交配囊中交配,而卵则经由产卵孔排出体外。交配孔在第7和第8节腹板间,产卵孔在第9和第10腹板间。产卵孔的两侧有1对叫“肛乳突”的瓣状结构,雌成虫产卵时以这两个瓣片夹持着即将产出的卵粒,将其准确放置于寄主植物叶片或其他物体表面。
1.2 翅膀的构造
翅膀是成虫的飞行器官,在体内飞行肌的牵引下,可令成虫急速飞行。中、后胸各着生有1对翅膀,着生于中胸的叫前翅(fore-wing),着生于后胸的为后翅(hind-wing),前翅较后翅发达,形状和色斑也有明显差异(图1-5)。成虫停息时,两侧翅膀合拢竖立于虫体背面,前翅后缘紧贴在后翅前缘外面。后翅基角部位的肩脉凸出翅面,具有连接前后翅的作用。翅膀的基体为双层膜质构造(翅膜),双层翅膜之间有由气管固化而成的翅脉。翅膜本身是透明的,但其表面密布细小的鳞片,不同颜色的鳞片组成了翅膀表面的颜色和斑纹。翅膀的背腹两面具有全然不同的色斑图式,尤以腹面*为复杂。
图1-5 枯叶蛱蝶成虫翅膀的构造
A. 展翅正面;B. 合翅腹面
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