昆虫形态学insect morphology

昆虫学和动物形态学的分支学科，是研究昆虫的结构及其功能，追溯其同源关系和系统发生的学科。通过分析，比较类群的异同，为正确识别昆虫的类群，建立演化体系提供科学依据。
简史 昆虫形态学是在昆虫解剖学发展中自然形成的。17世纪以前，昆虫形态知识限于外部形态的描述，17世纪以后，昆虫解剖学的发展使昆虫形态学进入内部结构的比较。从17世纪马尔皮吉(M. Malpighi)、斯瓦默丹(J. Swammerdam)，到18世纪雷奥米尔(R. A. de Reaumur) 、利奥内 (P. Lyonet) 的工作均属于典型的解剖学。如马尔皮吉发现马氏管，利奥内解剖一种鳞翅目幼虫，标出体壁肌1647条、头部肌228条、内脏肌2186条。19世纪初，萨维尼 (JulesCesar Savigny)，首先将昆虫解剖学引入昆虫形态学领域，被后人尊为萨维尼学说。在他著的《无脊椎动物研究》中，明确提出昆虫不同类型的口器均包括同样的组成部分，书末对昆虫纲，多足纲、甲壳纲和蛛形纲的分节附肢列表说明其同源关系，并作名称对比。1855年欧文(R.Owen)著《无脊椎动物的比较解剖及生理》一书，有三讲专门论述昆虫。欧文最重要的贡献是创造了各类构造的“同源”和“同功”概念。德国的巴尔曼(J. A. Palmen) 1883～1884年的研究涉及整个昆虫纲生殖系统的比较。他指出，衣鱼与蜉蝣均有成对的生殖孔，与环节动物和一些多足纲、甲壳纲一样；别的较高等的昆虫均为单生殖孔，有些目（如襀翅目）属中间型。他还以解剖学上的证据证明，昆虫的生殖道是由生殖腺发生，与外胚层内陷成的管道联结而成。其研究工作，被认为是昆虫纲系统发育研究的里程碑。英国业余昆虫学家卢伯克(J. Lubbock) 1874年出版的《昆虫的起源和变态》一书，提出幼虫之不同于成虫，是由于昆虫在发育未完成状态孵化，幼虫的构造是即时之需，并非最后形式。20世纪前期被称为“解剖学之父”居维叶(G. Cuvier)的学生施特劳斯—杜克海姆(Straus-Durckheim),1928年发表了关于金龟子的著作，将体壁、肌肉、消化、生殖、呼吸、循环、神经及感觉器官分别成章，多处与各科甲虫，有时与不同目，甚至与甲壳纲、多足纲和环节动物进行比较，阐述了运动时肌肉与身体各部分的联系，注意了在空间的运动形式、跳跃时用力的数学计算，以及飞行和滞留飞行时翅活动的差别。克兰普顿 (H. E.Crampton)从1914～1944年发表了大量关于整个节肢动物门或昆虫纲的各目间或目内的系统发生的文章，其中有关直翅类和长翅类各目的尤为突出，成为发生形态学的代表作。美国昆虫形态学家斯诺德格拉斯(R. E. Snodgrass)研究了昆虫的骨骼肌肉系统，发表了大量专著，概括了昆虫从头到尾、从出生到死亡的骨骼肌肉系统，将昆虫视为执行功能的整体，也涉及了系统发生和演化。1935年出版的《昆虫形态学原理》成了全世界的通用教材，被称为昆虫形态学的经典著作之一。其后，美国约翰森和巴特 (O. A. Johann-sen & F. H. Butt)于1941年出版了 《昆虫与多足纲的胚胎学》、斯诺德格拉斯自己于1954年出版的《昆虫的变态》、中国的陈世骧1946年发表的《昆虫幼虫的演化》，在发生形态学方面对《昆虫形态学原理》作了补充。70年代末至80年代初出现了用热动力原理研究并提出了昆虫翅的功能由调节体温变成飞行器官的理论，对功能形态学赋予了动力学内容。
19世纪显微技术等的发展推动了组织学的发展，进而推动了昆虫形态学由宏观向微观深入发展，出现了显微形态、超显微形态和亚显微形态等新领域。德国莱第希(F. Leydig) 首先把组织学应用于昆虫学。他在1848～1891年发表了20余篇关于消化道、腺体、感觉器官、卵和精子的论文； 1857年出版了《人与动物的组织学教科书》 （一本脊椎动物与无脊椎动物并重的书），到1887年又补充出版了《昆虫的解剖学与组织学》。20世纪出现了组织化学，美国里查兹(A. G. Richards)于1941年用透射电镜，弄清了昆虫表皮中孔道的螺旋状构造； 发现微气管中也有螺旋丝。英国欣顿(H.E. Hinton) 1960年利用扫描电镜研究水生昆虫的气膜呼吸，这就是超微形态研究的开始。亚显微形态研究比超显微形态还早，远在20世纪初，就用偏振光技术弄清了表皮中的线形分子可在张力下形成定向排列；40年代初，英国弗伦克尔和鲁达尔 (G. Fraenkel &K. M. Rudall)用X射线衍射技术研究清楚了几丁分子具有3种不同的晶格型； 1960年，英国魏斯—福格(T. Weis-Fogh)在用生物物理学方法分析昆虫飞行时，意外地发现了与昆虫飞行机制有密切关系的弹性蛋白。
现代科学基础学科和新兴技术向昆虫学渗透的结果，既促进了昆虫形态学的发展，又使得昆虫学的传统分支学科，诸如昆虫形态学、昆虫分类学、昆虫生理学等的学科界线，甚至学科概念，出现了交叉，使昆虫形态学成为一门赋予新鲜内容的老学科。
研究领域 昆虫形态学既以描述宏观结构的解剖学和描述微观结构的组织学为基础，又在概念和内容上有别于它们。按照研究对象和目的，可分为：❶发生形态学：主要对结构作系统分析的形态学分支，
❷功能形态学：研究骨骼肌肉机制，以确定结构功能的形态学分支；
❸比较形态学：比较研究各类群间的异同，以追溯结构的同源关系并探讨其演化来源的形态学分支。按照研究技术手段和研究对象的组织水平可分为：❶大形态学：以目视及解剖镜方法研究外部形态结构、组织、器官的形态学分支；
❷显微形态学： 以光学显微镜研究结构、组织、器官的形态学分支；
❸超显微形态学：以电子显微镜进行细胞水平研究的形态学分支；
❹亚显微形态学： 以生物物理、物理化学、生物化学等技术进行分子水平研究的形态学分支。

昆虫形态学

研究昆虫形态和结构的科学。