蜻蜓目昆虫的研究与应用
摘要:蜻蜓目昆虫是常见的资源昆虫,不仅是农林、卫生害虫的天敌,又具有极高的应用价值。本文从蜻蜓目昆虫的研究现状及应用价值方面作了比较系统的总结。
关键词:蜻蜓目昆虫;研究;应用
基金项目:吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目2012157
中图分类号: Q969 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/j.cnki.jlny.2015.02.024
昆虫是节肢动物中种类最多的一类动物,昆虫不仅种类多,而且同种的个体数量也很惊人。昆虫的分布之广,是其他动物不能够与之相比的。一部分昆虫影响了人类的生产和生活,被称为卫生害虫的天敌,同时还在很多方面具有重要作用,如其幼虫可以监测水环境,可以食用或药用,具有观赏性和收藏价值等。
1 蜻蜓目昆虫的研究现状
1.1研究概况
蜻蜓的种类较多,分布较广,目前已知的蜻蜓接近5900种,其中中国记录的种类大约有650种,也是蜻蜓多样性最高的国家之一。对于蜻蜓多样性的研究,国外开展研究的较早,主要有对多样性的定义、原理及数学生态等方面的探讨,为多样性研究确立基本原理和测试方法等。国内研究起步稍晚,从20 世纪 80年代初才开始重视。国外对蜻蜓目昆虫的研究工作自 20 世纪 50 年代末后有了很大的发展。国内研究主要集中在种类的描述、区系分析和调查、编撰蜻蜓目昆虫名录等方面,总体上处于分类学研究的基础阶段。
1.2生物学特性研究
作为天敌昆虫,蜻蜓目被用于生物防治的研究越来越多,因此其生物学特性研究就显得更为重要。江尧桦在研究蜻蜓生物特性时发现,蜻蜓除了捕食其他各种昆虫外,在种与种之间还具有成虫相互残食的习性。捕食的时候它们会猛抓住猎物,其脚上长有的大量粗毛,可以帮助它抓紧猎物,令其无法逃脱。口器也相当发达,可以撕咬猎物,方便进食,并能够在30分钟内吃光与自己体重相等的食物。据报道,在蜻蜓目昆虫中个别的种还有取食植物的习性,但极为罕见。
1.3区系分布研究
蜻蜓目昆虫可分为3个亚目,分别是差翅亚目、束翅亚目及间翅亚目。据统计全世界大约有29科600余属6000多种,中国大约有600多个种。蜻蜓目昆虫的分布比较单一,大多集中在古北区和东洋区。中国蜻蜓目昆虫的区系分布最早出现在《中国蜻蜓手册》中,此后,国内一些昆虫学者相继做了部分地区的的调查研究,如江苏、江西、贵州等地都有相关报道。
1.4形态结构研究
1.4.1翅膀 对于蜻蜓翅膀的研究主要集中于力学原理及仿生学方面。由于蜻蜓翅膀有翅结和翅痣两个特殊结构,使得其成为自然界中优秀的飞行者。力学研究方面发现,蜻蜓在空中的拍翅飞行和转弯飞行时翅膀会受到水平力、垂直力、扭矩、弯曲,作用的影响,发现蜻蜓慢速飞行和飞行器飞行很相似。蜻蜓翅膀飞行力学的研究方法也在不断地改进,从用绳子系到利用高速摄影机拍摄,再到风洞内观测,越来越先进的方法,对于蜻蜓飞行力学研究更加的透彻。
1.4.2触角感受器 蜻蜓的触角很短,刚毛状,上面分布了许多感受器。感受器的种类主要有锥状感资器、腔锥感受器、板状感受器及坛状感受器。有研究表明不同种蜻蜓所具有的感受器种类不一,数量及分布形式也不同。对于雌雄蜻蜓其感受器也是有差异的,雌性蜻蜓的感受器在同一科、同一属及同种内是稳定的,而在不同科、不同属间就有明显的差别,同一属内不同种间差别虽然微小,但个别种的区别还是是很明显的,因此雌性蜻蜓的感受器在分类中也具有一定意义。
1.5生境研究
蜻蜓与环境的关系非常密切。 蜻蜓喜欢潮湿的环境,所以一般在池塘或河边飞行,其幼虫(稚虫)也需要在水中发育。
1.5.1农田水域 主要包括农田附近的河流、水井等,其特点是水的流速相对平缓,流域面积较大,具有丰富的水生植物及浮游动物,可供蜻蜓的取食的食物也较多,蜻蜓目昆虫的种类、数量也相对来说比较多。
1.5.2山区水域 主要为一些山地溪流,其特点是水流的速度较快,水流量也大,水质好,但水的温度较低,水里的水生植物,比较单一,蜻蜓可取食的食物种类较少,因此在该环境下分布的蜻蜓种类较少。
1.5.3水库水域 主要包括水库、湖泊等,水域面积较宽旷,水流平缓,有许多水生植物和浮游生物,有利于蜻蜓的繁殖与生长,分布的蜻蜓目昆虫也相对来说比较多。
2 蜻蜓目昆虫应用
2.1利用蜻蜓目昆虫进行水污染环境监测
水体污染问题是目前世界上关注的焦点之一,对已经形成的污染水体,不仅要系统的治理,还要进行有效的监测。长期以来水体监测以理化监测为主,但随着水污染日益严重, 理化监测已经不能是合理有效地监测方法。目前,水质监测采取更为有效的监测方法——生物监测,通过分析污染水体中的水生生物变化来判断水体污染状况的一种新型手段,同时解决了理化监测不能连续进行的弊端,其结果更有说服力。蜻蜓的稚虫对汞和镉都具有富集性,水体重金属含量增高,其体内重金属的含量也会随着增高,因此常作为水体重金属污染的指示生物来监测水污染环境。
2.2仿生学
仿生照相机,就是模仿蜻蜓的复眼独特构造原理制成的复眼照相机,一次可以拍摄出几千张重复的照片飞机,蜻蜓能在很小的推力下翱翔,向前向后及左右两侧飞行,其翅的震动可以产生涡流而抬升躯体,研究蜻蜓的飞行机理对飞机的设计制造具有重要意义。蜻蜓翅的前缘有角质加厚形成的翅痣,在飞行时其能消除翅膀的震颤,飞机设计师在飞机的两翼各加一块平衡重锤,防止飞机由于剧烈震动而发生机翼断裂。
2.3食用价值
蜻蜓目昆虫含有丰富的蛋白质、脂肪、显微、游离酸等化学成分,其蛋白质含量仅次于牛肉,高于鸡蛋,是高蛋白食物,以蟌科为例,其蛋白质含量为56.22%,脂肪含量为22.93%。在一些地区的市场和餐厅中常可见到出售的多种食用蜻蜓。
2.4药用价值
蜻蜓是我国民间常用的药用动物之一,李时珍在《本草纲目》中记载,蜻蜓具有益肾益精、清热解毒、止咳定喘,咽喉肿痛等功效。目前,在我国医药保健市场中,蜻蜓是继蚂蚁之后的又一可利用的药物保健品资源,我国也正在使用一些现代生物技术对这一资源进行更深入的开发,进一步探索其所含有的物质,相信其药用保健作用将有巨大的发展前景。
2.5观赏性
蜻蜓目昆虫大多体态优美,色泽艳丽,具有良好的观赏价值。目前世界上发行了近百枚有关蜻蜓的邮票,日本1923年关东大地震时发行的蜻蜓邮票,就预示着人们对未来生活的向往和希望。
3结语
我国的蜻蜓目昆虫资源丰富,应当继续扩大研究领域,更加充分地利用这一资源。蜻蜓目昆虫的应用价值较高,不但可以对水体污染进行监测,还具有食药兼备的特点。在一些特定的地质灾害与天气、刑事案件侦破等方面也有重要的作用。但是在开发利用蜻蜓目昆虫的同时,也要注意对这一资源的保护,防止出现因过度开发而导致该目昆虫的灭绝情况发生。
参考文献
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作者简介:金岩,北华大学林学院,讲师,在读博士,研究方向:植物病虫害综合治理。
通讯作者:赵红蕊,北华大学林学院,副教授,研究方向:森林保护。
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