蝎蛉科昆虫雌性生殖系统结构、交配机制和系统发育研究(长翅目)

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luxi0194
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大多数昆虫的生殖方式为两性生殖、卵生,其生殖系统是昆虫繁衍后代,延续种族的重要器官。目前大多数研究均以雄虫为主,特别是其变化多样的外生殖器,常被用来进行分类及系统发育研究。而对于雌性生殖系统的研究则较少,雌性外生殖器在系统发育中的价值长期被分类学家忽略。长翅目Mecoptera是全变态类最原始的昆虫类群,是联系半变态Hemimetabola与全变态类Holometabola昆虫的重要纽带。蝎蛉科Panorpidae是长翅目最大的科,然而近年来其系统发育关系的研究却十分有限,分类系统较为混乱。本文以蝎蛉科昆虫为研究对象,利用光镜及电子显微镜技术,从解剖学、组织学以及超微结构等方面,首次对蝎蛉科昆虫雌性生殖系统(包括内部生殖系统及外生殖器)、交配机制及献礼行为进行全面研究。在雌性外生殖器比较形态学研究的基础上,首次以雌性生殖板结构为主,结合其他特征,对蝎蛉科昆虫进行系统发育分析。主要研究结果如下:蝎蛉科昆虫雌性生殖系统位于第2–9腹节,包括内部生殖系统及外生殖器两部分,其中内部生殖系统由卵巢、侧输卵管、中输卵管、受精囊和附腺组成;外生殖器包括下生殖板和生殖板。蝎蛉卵巢为多滋式,外面包裹网状膜,由多根卵巢管组成。每根卵巢管除自身的管鞘外,还包被着一层网状外膜。卵巢管自上而下依次为端丝、生殖区、生长区以及管柄。在生殖区,生殖细胞通过两次有丝分裂,分化成1个卵母细胞和3个滋养细胞。卵子发生期间,滋养细胞不断向卵母细胞提供营养,直至衰亡;滤泡细胞不断分化增殖,分为4个类群,将卵室及卵母细胞紧密包围;而卵母细胞则不断增长,积累卵黄及脂滴;卵壳形成期滤泡细胞分泌形成卵壳,由内向外依次分为卵黄膜、卵壳及附加卵壳。首次详细研究了蝎蛉科昆虫的卵壳形成机制以及卵壳构造。首次研究了蝎蛉科昆虫输卵管、受精囊及附腺的超微结构和功能。蝎蛉的一对侧输卵管在第6腹节合并,连接至中输卵管,负责将卵巢管内的成熟卵母细胞排至生殖腔内。中胚层起源的侧输卵管由内向外为内膜、上皮细胞层、基膜和环肌;外胚层形成的中输卵管则肌肉层较厚,依次为内膜、上皮细胞层、基膜、环肌和纵肌。受精囊由顶端的囊体及细长的导管组成。受精囊囊体外被几丁质层,上皮细胞不具分泌功能;受精囊导管的上皮细胞内具有丰富的细胞器及腺体结构,分泌功能旺盛。根据超微结构观察,简要推测了精子进入受精囊及从受精囊释放的过程。蝎蛉雌性附腺的上皮细胞具腺体分泌功能,为典型的Class3型腺体细胞,由发达的分泌细胞、成管细胞以及表皮导管组成。根据细胞结构,我们推测了附腺内分泌物质的主要成分及合成途径。在研究蝎蛉外生殖器的超微形态基础上,结合雄性外生殖器构造,首次推测了蝎蛉科昆虫的交配机制,认为蝎蛉的交配方式并不能有效地验证锁钥学说。通过观察蝎蛉求偶、交配过程中的献礼行为,我们对蝎蛉唾液腺进行解剖及组织学研究,发现蝎蛉雄虫唾液腺与献礼行为关系密切。首次提出了蝎蛉科昆虫唾液腺与交配策略的进化过程。通过研究蝎蛉雄性唾液腺和卵壳多样性,再次证实了蝎蛉属的并系性,并发现这两种结构特征均具有系统学意义,为蝎蛉科昆虫系统发育研究提供更多依据。以长瓣蝎蛉Panorpa longihypovalva Hua&Cai,2009为模式种,建立了一新属—叉蝎蛉属Furcatopanorpa, gen. nov.,提出一新组合Furcatopanorpa longihypovalva (Hua&Cai,2009)。利用最大简约法,首次将雌性外生殖器结合其他特征,以拟蝎蛉科的短喙拟蝎蛉属Brachypanorpa Carpenter和拟蝎蛉属Panorpodes MacLachlan为外群,对蝎蛉科昆虫进行了系统发育分析。结果表明,华蝎蛉属Sinopanorpa Cai&Hua的单系性支持度较高。蝎蛉属Panorpa Linnaeus再次证实为并系,需进一步划分。阿穆尔蝎蛉种团P. amurensisgroup、单角蝎蛉种团P. centralis group (=P. cornigera group)和双角蝎蛉种团P. dicerasgroup均为单系,可考虑将其提升至属级单元。然而无角蝎蛉种团P. davidi group明显为并系群,需进一步研究。简要讨论了蝎蛉科生殖板的起源与进化方向。
其他文献
唐山师范学院的办学思想和发展战略,应充分考虑历史和现状、未来的发展、大学职能以及2007年的评估。“以人为本,不断进取”可作为唐山师范学院的办学理念;同时,应在类型、层次、
目的:探讨正念减压法应用于乳腺癌根治术后护理中的临床价值。方法:选取2015年5月-2016年9月在我院行乳腺癌根治术治疗患者78例为观察对象,经随机数字表法分为观察组39例和对照
松材线虫病是当前严重危害我国和世界林业安全的松树毁灭性病害。因其病原物松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)危害严重且防治困难而被世界上许多国家列入检疫对象。松材
利用1981~2010年我国丝绸之路沿线城市的各种气象灾害数据,系统地分析出近30年丝绸之路沿线东段、中段、西段城市各种气象灾害的年代际时空变化特征,得出东段地区旅游气象灾
依据马铃薯S病毒(Potato virus S,PVS)外壳蛋白(CP)基因序列(885bp)设计合成了一对引物,以带毒植物总RNA为模板,通过反转录-聚合酶链式反应(reverse transcription polymerase c