昆虫的生长和变态

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引言

变态可以定义为“一个深刻的胚后组织重组过程，通常使动物为在其不同栖息地中的余生做好准备”。

变态受昆虫大脑分泌的保幼激素调节。保幼激素的分泌导致昆虫蜕皮，并导致成虫出现。大多数昆虫柔软的身体被一层称为外骨骼的厚膜覆盖，以保护其免受外部环境的影响。昆虫在其生命周期中经历卵、幼虫、蛹和成虫阶段，经历生长和转化。但其外骨骼的扩展能力有限。因此，昆虫会多次蜕掉旧皮（表皮），称为蜕皮，并通过蜕皮过程形成新的表皮，最终转化为成虫。

蜕皮是由昆虫前胸腺分泌的一种类固醇激素——蜕皮激素（蜕皮激素）刺激的。蜕皮之间的间隔称为“阶段”或“龄期”，昆虫形成的特定“龄期”称为“龄”。昆虫经历蜕皮，经历明显的改变，这个过程统称为变态。

昆虫中发现的变态类型

昆虫中有四种变态类型。它们是：

无变态（或无变态/原变态/无变态/无变态）

没有变态。当这些昆虫从卵中孵化出来时，未成熟的若虫类似于成虫的微型版本。它们蜕皮并生长，直到达到性成熟。这种类型的变态通常见于原始的无翅昆虫（无翅亚纲）。

例如跳虫、衣鱼、火虫、咀嚼虱、吸吮虱、长角跳虫。

渐变态（或渐变态）

在这种类型的变态中，未成熟的（若虫）在其总体体型和食物偏好方面类似于成虫，但缺乏翅膀和外部生殖结构。它们的生命周期有三个阶段——卵、若虫和成虫（成虫）。没有蛹期。翅膀从早期开始就在第二和第三胸节发育，每次蜕皮都会逐渐增加大小、颜色和标记，并形成外部生殖器官。若虫独立生活，其寿命是物种特异性的，并且生活在与成虫相同的栖息地。

例如蝗虫、蟑螂、蟋蟀、真虫、臭虫、蚜虫和白蚁。

不完全变态（或半变态/异变态）

未成熟的或若虫，称为稚虫，是水生的，具有气管鳃进行呼吸，缺乏翅膀和生殖器官。它们略微类似于成虫；转化是通过渐变态和连续蜕皮发生的，发育它们的附肢、口器、触角和腿。成虫和若虫通常生活在不同的栖息地。

在最后一次蜕皮中，一些未成熟的特征会消失，因此观察到不完全（或“半”）变态。转化后，稚虫从水中出来，外部释放翅膀（称为外翅类），并发育生殖结构。

例如蟑螂、蝗虫、蜻蜓、蠼螋、蓟马、书虱、真虫。

完全变态（或全变态）

大多数昆虫通过完全变态发育。存在四个变态阶段——卵、幼虫、蛹和成虫，每个阶段都与其他阶段明显不同，因此发生完全（或“全”——全部）变态。从卵中孵化后，幼虫经历多次蜕皮，其最后龄期分泌一个封闭的壳——称为蛹壳，形成一个静止阶段——称为蛹，在蛹壳内，蛹的身体组织分化形成成虫结构，最后通过破壳形成成虫。

幼虫在眼睛结构上有所不同——存在侧单眼而不是像成虫那样存在复眼，它贪婪地进食，并通过蜕皮进行转化。其唇腺的分泌物形成蛹壳，然后蛹从表皮的囊中（称为内翅类）内部发育出翅膀。

大多数昆虫中都可以找到例子，例如蝴蝶、飞蛾、蜜蜂、黄蜂、蚂蚁、真蝇和甲虫。

蜕皮和变态的激素控制

昆虫的蜕皮和变态受类固醇蜕皮激素（20-羟基蜕皮激素）和脂类保幼激素 (JH) 调节。蜕皮激素通过在变态过程中改变基因表达来诱导蜕皮，而保幼激素则抑制蜕皮激素的作用，并诱导产生另一个龄期，而不是蛹或成虫。

蜕皮过程始于大脑的神经分泌细胞。它们响应神经、激素或环境刺激释放促前胸腺激素 (PTTH)。PTTH 是一种肽激素，它刺激前胸腺分泌蜕皮激素。在周围组织中，这种蜕皮激素被激活成 20-羟基蜕皮激素，并启动蜕皮。首先，少量羟基蜕皮激素分泌到幼虫血液（血淋巴）中，这表明细胞功能发生了变化。随后，大量的羟基蜕皮激素启动蜕皮所需的细胞分化，并刺激表皮细胞分泌酶以消化和回收旧表皮。

保幼激素由咽侧体分泌。咽侧体的神经分泌细胞在幼虫蜕皮期间活跃，但在变态蜕皮期间不活跃。

变态过程中激素的协调调节和分泌

在 JH 的存在下，羟基蜕皮激素刺激蜕皮形成幼虫龄期。在最后龄期，从大脑到咽侧体的神经抑制 JH 的分泌，并向身体发出信号降解现有的 JH，使其水平降至阈值以下。

JH 阈值的降低触发大脑分泌 PTTH，这刺激前胸腺分泌蜕皮激素。在没有 JH 的情况下，活性 20-羟基蜕皮激素发出细胞功能信号以进行蛹发育。

合成新的 mRNA；其蛋白质产物抑制幼虫特异性基因的合成。羟基蜕皮激素的进一步分泌合成蛹特异性基因，并发生蜕皮以将幼虫转化为蛹。

最后，在成虫蜕皮时，细胞（成虫盘）分化，蜕皮将蛹转化为完全成熟的成虫。

结论

昆虫的生命周期复杂，通过从卵、幼虫和蛹到成虫的持续变化，被称为变态。这种转化是通过蜕皮激素和保幼激素启动的蜕皮或“蜕皮”发生的。这两种激素都在蜕皮过程中由大脑的神经分泌细胞释放。并非所有昆虫都表现出相似的变态。一些原始的无翅昆虫，如跳虫、衣鱼和火虫，没有变态。它们的若虫类似于成虫的微型版本。蝗虫、蟑螂、蟋蟀和白蚁等昆虫类似于它们的成虫，但缺乏翅膀和生殖器官。它们经历渐变态，变成它们多产的成虫。不完全变态也见于蟑螂、蝗虫、蜻蜓、真虫等昆虫，其若虫是水生的，具有气管鳃，但缺乏翅膀和生殖器官。其中一些特征在发育过程中消失，成虫出现，形成它们的外翅和生殖器官。因此，昆虫通过这种大自然的惊人恩赐，通过身体转化和体内激素的平衡，生存并世世代代繁衍。

常见问题

问题 1. 所有昆虫都会经历变态吗？

答案。除了一些原始昆虫外，所有昆虫都会经历变态。

问题 2. 所有昆虫都存在完全变态吗？

答案。不，有些昆虫表现出不完全变态。

问题 3. 昆虫的变态是由激素调节的吗？

答案。是的，它是由昆虫分泌的保幼激素调节的。

问题 4. 什么是蜕皮和蜕皮？

答案。蜕皮是幼虫蜕皮，而连续的变化阶段称为蜕皮。