昆虫：古老的地球之王

前言

在经历过多次重大的生物灭绝事件后，昆虫成为地球上发展得成功的生物类群。大多数无脊椎动物生活在海洋和淡水中，而作为现存的有翅类无脊椎动物，昆虫却征服了陆地和天空。这是因为昆虫的身体结构让它们可以脱离水生存，而且为了适应不同的生境，不同的昆虫身体结构发生了多样的进化。

昆虫的种类极其丰富，但它们的身体拥有相同的基本结构，很容易被识别。昆虫的身体被分成头、胸、腹三部分，其中胸部长有六条足和（通常）两对翅膀；头部长有眼睛和各种感觉与摄食器官。昆虫的身体结构早在 3.5 亿多年前就进化出来了，它们可以完成蠕动、奔跑、攀爬、垂吊、疾飞、捕猎、咀嚼叶片或吮吸汁水（或血液）等行为。

昆虫能够成功在野外生存的关键之一在于它们的身体表面长有蜡质层，可以防止它们脱水而死。另外，昆虫身体两侧长有气门，可以进行被动呼吸。它们拥有开管循环系统，便于维持身体的血压，并将养分和废料运输到身体的相应位置。昆虫的神经系统是模块化的——在某种意义上，昆虫身体的每个体节都有独立的神经系统，而其他身体系统也表现出类似的模块化结构。尽管昆虫的变态发育（即从蠕虫型幼虫向有翅成虫转变）令人震撼，但这只是昆虫与人类诸多差异中的一小部分。

多样缔造美丽 

人类目前已知的昆虫种类超过100 万种，且科学家推测仍有大量昆

虫物种尚未被发现。昆虫在地球的每一个大洲上都有分布，并能适应任何形式的生境，具有多元的生态作用。尽管有多种昆虫与人类关系密切，有些是我们永恒的伙伴，有些甚至被驯化用来养殖利用，还有一些则是我们的死敌，但大部分昆虫种类并未被人类所熟知。本书将在昆虫的机体如何运作、昆虫如何度过其一生、其他动物（包括人类）如何依赖昆虫等方面，为大家揭开昆虫神秘的面纱。

节肢动物的出现

昆虫隶属于无脊椎动物里较大的类群——节肢动物门，即具有分节的附肢。从外骨骼看，昆虫的身体也是分节的。

人类与其他哺乳动物以及所有脊椎动物一样，都拥有内骨骼。坚硬的骨头藏在身体内部，肌肉、血管、神经等柔软的结构包裹在骨骼外围。而昆虫恰恰相反，它们拥有外骨骼，身体柔软的部分被其包裹在内。

在节肢动物家族中，除了昆虫，还包括螃蟹及其所代表的甲壳动物、蜘蛛及其所代表的蛛形纲动物、千足虫和蜈蚣等。节肢动物身体的基本结构是两侧对称（即身体左右两侧互为镜像），身体被分为数个部分（即“体节”）。分节的足和其他附肢成对长在身体两侧。

昆虫进化树 

大多数昆虫的成体拥有六条足。尽管有的节肢动物也有六条足或相似的附肢，但它们不是昆虫。因此昆虫纲隶属于节肢动物门中一个较大的类群——六足亚门。

除了昆虫，六足亚门还包含三类物种数量较少的类群：1 体型很小的跳虫或弹尾虫，通过弹跳器实现远距离跳跃；2 生活在土壤中的原尾虫，绰号“coneheads”（可理解为“锥头虫”）；3 腹部末端拥有两根细长的尾须或尾铗的双尾虫。这三类无翅节肢动物曾被划分在昆虫纲下，但目前与昆虫纲一起被划为六足亚门内。

正如之前所说，早的昆虫是无翅类的，并被划分为石蛃目和衣鱼目两个类群。在 3 亿～3.5 亿年前的石炭纪，昆虫物种发展迅速，进化出了几个重要的子群，比如蜉蝣、蜻蜓和蟑螂。

这是一本将昆虫的进化史及其身体的宏观和微观结构相融合的科普读物。作者在这本书中，用科学、严谨的文字和丰富多彩的图片以及新的研究成果，带领我们深入了解昆虫的演化史及其独特的、适应性强的身体结构，为我们解答了昆虫如何在不同的环境条件下繁衍生息，并与人类文明一起蓬勃向前。我们可以从书中看到昆虫身体的特殊结构与各个系统如何工作，可以与作者一起经历昆虫从出生到成年的奇特变化，可以了解不同生境昆虫群落的特点及其对人类世界的影响，让我们看到“小”昆虫的“大”作用。

这是一本将昆虫的进化史及其身体的宏观和微观结构相融合的科普读物。作者在这本书中，用科学、严谨的文字和丰富多彩的图片以及新的研究成果，带领我们深入了解昆虫的演化史及其独特的、适应性强的身体结构，为我们解答了昆虫如何在不同的环境条件下繁衍生息，并与人类文明一起蓬勃向前。我们可以从书中看到昆虫身体的特殊结构与各个系统如何工作，可以与作者一起经历昆虫从出生到成年的奇特变化，可以了解不同生境昆虫群落的特点及其对人类世界的影响，让我们看到“小”昆虫的“大”作用。

玛丽安·泰勒，英国科普作家、插画家、野生动物摄影师。目前已经出版20余本自然科普图书，包括“英国皇家鸟类协会百科” 系列，书中很多插图都是由她亲自绘制或拍摄。她还在《观鸟》《BBC野生动物》等诸多报刊上发表过文章。

前言 2

1祖先与进化

节肢动物的出现 6

种昆虫是谁？8

种飞虫 12

昆虫进化树 14

石炭纪：巨虫时代 20

年轻的演化事件 22

2昆虫的身体  

外骨骼 30

身体的三部分 32

节与附肢 34

足的结构 36

翅膀和鞘翅 38

身体的特化 40

3感觉与神经系统

眼睛 46

触角 48

化学感觉 50

听觉、触觉和其他感官 52

大脑、神经节与神经 54

昆虫的智力 56

4运动  

肌肉系统 62

地面运动 64

飞行 66

游泳和潜水 68

躲避危险 70

固着 72

5摄食和消化

口器的结构 76

食谱类型 78

消化道 80

食物加工 82

生长过程中的改变 84

饮水与体液平衡 86

6呼吸系统和循环系统

呼吸系统 90

气体交换 92

循环系统 94

血淋巴 96

独特的适应类型 98

激素 100

7生殖系统  

雄性生殖系统 104

雌性生殖系统 106

交配与受精 108

单性生殖 110

产卵 114

特殊的类型 116

8卵和幼虫

卵的类型 124

卵的发育 126

幼虫的类型 128

喂食 130

生长和蜕皮 132

生活方式的变化 134

9变态发育  

变态类型 138

不完全变态 142

完全变态 144

蛹内的转化 146

羽化 148

成虫的发育 150

10行为和形态结构

喂食行为 154

繁殖行为 156

亲代照顾 158

季节性行为 160

社会性昆虫 164

种间关系 168

11细胞与生物化学

典型细胞的结构 176

细胞器 178

细胞分裂 180

免疫 182

专化细胞类型 184

昆虫的细胞学研究 186

12多样性与保护  

昆虫类群 190

不同生境的昆虫群落 194

昆虫之“” 202

昆虫面临的威胁 204

灭绝 206

昆虫的保护 210

术语表 212

索引 214

图片出处说明 220

这是一本将昆虫的进化史及其身体的宏观和微观结构相融合的科普读物。作者在这本书中，用科学、严谨的文字和丰富多彩的图片以及新的研究成果，带领我们深入了解昆虫的演化史及其独特的、适应性强的身体结构，为我们解答了昆虫如何在不同的环境条件下繁衍生息，并与人类文明一起蓬勃向前。我们可以从书中看到昆虫身体的特殊结构与各个系统如何工作，可以与作者一起经历昆虫从出生到成年的奇特变化，可以了解不同生境昆虫群落的特点及其对人类世界的影响，让我们看到“小”昆虫的“大”作用。

玛丽安·泰勒，英国科普作家、插画家、野生动物摄影师。目前已经出版20余本自然科普图书，包括“英国皇家鸟类协会百科” 系列，书中很多插图都是由她亲自绘制或拍摄。她还在《观鸟》《BBC野生动物》等诸多报刊上发表过文章。