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昆虫的感觉器官!

已有 17888 次阅读 2008-4-9 22:20 |个人分类:|关键词:学者

昆虫的感受器按其接受刺激的性质,可以分为机械力感受器(触觉和听觉器)、化学感受器(嗅觉和味觉器)、温湿度感受器和视觉器4大类。
  一、视觉器
    昆虫视觉器感受光波光子能量。昆虫视觉感应范围为253-700毫微米(mμ)。视觉器有单眼和复眼。单眼又可被分为背单眼和侧单眼两种。
  1.复眼(compound eyes)
    每一复眼由若干个小眼(ommatidia)集合而成 。小眼表面的部分称为小眼面,一般呈六角形,含小眼数目较少者,其小眼面为圆形。小眼作为复眼的结构单位,由两部分组成:(一)传递和聚集光波于感受部位的集光器;由特化的皮细胞及其分泌物形成的透明部分,包括角膜透镜和晶体。(二)感受光波能量和产生神经冲动的感光器;由感觉神经原集合而成的视杆和感觉神经纤维集成的视神经,及其由微气管而成的反光层,以及色素细胞。
  (1)角膜 是特化的表皮,无色透明,呈双凸形或平凸形,光波可以穿透并发生折射,其厚度足以避免紫外线的伤害。角膜是由角膜细胞向外分泌而成的。每个小眼中含有2个由皮细胞特化而成的角膜细胞。当小眼发育完成时,角膜细胞常缩小或转化为色素细胞。
  (2)晶锥 是透明的锥状体,基部向着角膜,端部达到视杆。晶锥由4个细胞组成。依据晶锥的不同形式可将小眼分为3种类型:(A)无晶锥眼 其细胞透明,不分泌晶体,存在于无翅亚纲及半翅目、鞘翅目和双翅目等昆虫中。(B)晶锥眼 其晶锥为透明坚硬的胞内分泌物,在昆虫中最常见。(C)外晶锥眼 其晶锥是角膜向内延伸部分,因而是胞外分泌物,见于某些鞘翅目昆虫如萤火虫。
  (3)视杆 一般由8个长形的感觉细胞(视网膜细胞)及其向内分布的密集微绒毛形成的视小杆组成。视杆位于晶锥和底膜之间,是主要的感光部分。感觉细胞下端的轴突穿过底膜,集合成神经,通入前脑的视叶内。视杆在接受光刺激后,首先在其内部发生化学变化,将光能转变成化学能,引起视细胞膜的电位变化,随后将兴奋传递给视神经。
  (4)色素细胞 角膜细胞和视网膜细胞外围包有一层含暗色素的细胞,分别称为角膜色素细胞和网膜色素细胞,使小眼彼此隔离,不致受到折射光的干扰。有些昆虫的色素可在细胞内上下移动,以减少或增加到达视杆的光量,从而可以适应环境中光线的强弱变化。
    昆虫的复眼有两种成像基本方式。昼出性昆虫复眼的视杆直接与晶锥相接,只接受射入本小眼内的光点,其它斜射光均被色素细胞吸收,诸小眼光点并列镶嵌成像,称为并列像。夜出性昆虫的视杆不直接与晶锥相连,其间断为一段纤维状透明介质,视杆不仅可以接受射入本小眼内的光,还可接受由邻近若干小眼折射或反射进入的光,物像由重叠光点构成,称为重叠像。兼具有昼出和夜出性的昆虫,色素细胞内的色素颗粒随光线的强弱移动,夜间色素向上移,使晶锥下端无色素相隔,能充分利用有限的光量形成重叠像;光线增强时,部分色素下移,各小眼只能接受1个直射光点,形成并列像。
    昆虫复眼无调焦能力,其视力约为人眼的1/80—l/60,只能分辨近物。因此惊动昆虫的距离一般是很小的,如蜜蜂为O.4一.0.6m,家蝇为0.4一0.7m,蝶类为1—1.5m,蜻蜓为5—6m。复眼对移动物体感受力极强,如捕食性昆虫尤其是蜻蜓,在捕捉猎物时,能够根据猎物移动的速度、距离,准确判断自己所需的加速度以及与猎物相遇的瞬间,完成捕捉动作。不同种类昆虫的视力不同,视力的高低取决于昆虫小眼的数目多寡。一般小眼的数目越多,获得物体的光点也越多,成像就越清晰,分辨力就高,反之则低。昆虫复眼有明显的色觉,可感受的光谱范围为253.7 ~ 700nm,对长波光部分反应较差,对短光波的感受能力强。不同种类昆虫之间感光范围存在差异。
  2.单眼 典型的背单眼的表面是由表皮透镜组成的角膜,下面为一层透明的角膜细胞,再下面为一层几个或几百个视杆细胞群。这些细胞带有视紫质,能吸收光和产生分级的感觉器电位。在视杆之间和透镜的边缘通常围有色素细胞。背单眼只能感受光线的强弱,不能成像。
侧单眼的构造很不一致,且数目也不同,可以是单个(叶蜂幼虫)或成群地位于头部两侧(鳞翅目幼虫等)。叶蜂幼虫和一些甲虫幼虫侧单眼的构造与成虫背单眼很相似,可感光并对光线定位。鳞翅目幼虫侧单眼的构造类似复眼中的小眼,能感光和识别颜色。
  二、机械力感受器
    机械力感受器是能感受来自虫体内、外机械刺激的感觉器官,机械力感受器包括感触器和听觉器。
  1.感触器(mechanoreceptor) 感知分子运动和固体或液体的接触能量。最常见的感触器有下列数种:
  (1)毛状感受器 主要分布于口器、触角、尾须及生殖器上。基本构造与刚毛类同,但在毛原细胞下方连有感觉细胞。
  (2)钟形感受器 构造与毛状感受器相似,唯表面呈圆顶形陷入表皮的凹处。多分布于足、翅基和平衡棒处。水生昆虫可感受水的压力,陆生昆虫可感受气压的变化,也可感受表皮弯曲时的机械刺激。
  (3)毛板感受器 由许多毛状感受器组合而成,可感受节间膜折叠或关节移动的刺激,常为“位置”感受器。
  (4)剑梢感受器 感受器两端各联在相应的体壁下,由感觉细胞、冠细胞和鞘细胞组成。感觉细胞位于基部,中间为鞘细胞,顶端为连接于表皮下的冠细胞。感觉细胞具有特化的末梢,被包在鞘细胞顶端的部分是尖形中突的剑梢体。末端以顶丝穿过冠细胞伸达表皮。剑梢感受器可以单个存在,也可以若干个聚集在一起,如江氏器、鼓膜听器等。剑鞘感受器主要分布于触角、足和翅基部,能感受与其相连表皮所发生的张力变化,与昆虫的对称运动及飞行定向有关。此外,剑梢感受器还存在于昆虫的听觉器内,以感受声波的刺激。
  2.听觉器(phonoreceptor) 感知声波刺激的感受器。常见有3种类型。
  (1)听觉毛(auditory hairs) 为一种毛状感受器,只有一个神经细胞与毛窝膜相连接,以暴露在体外的部位感受低频率的声波。听觉毛与触觉毛没有很大的差别,经常存在于蜚蠊和蟋蟀的尾须上。
  (2)江氏器(Johnstonf's organ) 为一种高度特化的感觉器。除弹尾目和双尾目外,大多数成虫触角中都有江氏器,多位于梗节内,蚊科和摇蚊科雄虫的江氏器尤为发达。梗节腔内有众多的剑梢感受器,能感受声波的刺激。大多数昆虫用它控制触角的方位和活动,但雄蚊的江氏器具有听觉功能。
  (3)鼓膜器(tymPanic organ) 一般能发音的昆虫常具鼓膜器。如蝗虫第l腹节两侧和螽斯、蟋蟀前足胫节基部内外侧的听器;蝉的鼓膜器位于第1、2腹节腹面;夜蛾的鼓膜器位于胸部与腹部交界处由关节膜形成的凹陷内。各种昆虫鼓膜器的构造基本相同,外面有一层薄的表皮质膜(即鼓膜)覆盖在气管的气囊上,当声波冲击鼓膜时能产生震动。鼓膜的震动刺激与它相连接的剑梢感受器,将刺激由听觉神经传入神经节内。
  三、感化器(chemoreceptor)
    感化器感知化学物质刺激。感化器与昆虫觅食、求偶、产卵、选择栖境、寻找寄主及社会性昆虫各型间协调等行为密切相关。感化器的形状有毛状、板状、锥状等。感化器的构造与机械感受器基本相似,其特点在于感化器的全部或部分表皮极薄,外表具有与多个感觉细胞相连的微孔(称为嗅孔或味孔),感觉细胞有高度分枝的树突,以增大感受部位。根据化学物质分子接触昆虫的途径,感化器分为嗅觉器和味觉器两类。
  1、嗅觉器(olfactory organ) 能检测混合在空气中浓度极低的气态分子。空气中的气态分子通过扩散作用穿过微孔到达树突,当气体分子和位于膜上的受体蛋白结合时,产生感受器电位。嗅觉器多为板状或锥状,主要位于触角、下颚须和下唇须。
  2、味觉器(gustatory organ) 能检测液态分子。主要为毛状和锥状,多位于口器上,也有位于跗节者,如蜜蜂、家蝇、粉蝶、峡蝶等。有的还着生于产卵器上,如姬蜂、小蜂、蟋蟀等。味觉器的部位多与取食和产卵有关。
  四、温湿度感受器
    温湿度感受器是昆虫感受环境温湿度变化的感觉器官。
  1、感温器 昆虫的感温器一般分布在整个体躯上,而以端跗节和触角最为稠密。感受器均由感觉细胞、鞘细胞和表皮突起3部分组成。同一感受器内的感觉细胞在功能上有差别,如双层多微孔的感受器中有的对温度变化敏感,有的对化学物质刺激敏感,所以这种感受器是多功能的。昆虫常常能觉察环境温度的微小变化,如蜜蜂群能感觉o.25℃的温度变化。
  2、感湿器 感湿器都是薄壁的,有锥状、毛状和板状等,能反应空气中水分的饱和、亏缺或蒸气压力的变化。湿度和干燥感受细胞存在于同一感受器中,它们的拮抗反应在中枢神经系统的综合中有重要作用。湿度和温度的变化可能引起感受细胞的离子和结构发生变化,而湿度感受细胞和干燥感受细胞一样,都具有温湿度双重感受功能。(转)

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