昆蟲的生長和變態

---

引言

變態可以定義為“一個深刻的胚後組織重組過程，通常使動物為在其不同棲息地中的餘生做好準備”。

變態受昆蟲大腦分泌的保幼激素調節。保幼激素的分泌導致昆蟲蛻皮，並導致成蟲出現。大多數昆蟲柔軟的身體被一層稱為外骨骼的厚膜覆蓋，以保護其免受外部環境的影響。昆蟲在其生命週期中經歷卵、幼蟲、蛹和成蟲階段，經歷生長和轉化。但其外骨骼的擴充套件能力有限。因此，昆蟲會多次蛻掉舊皮（表皮），稱為蛻皮，並透過蛻皮過程形成新的表皮，最終轉化為成蟲。

蛻皮是由昆蟲前胸腺分泌的一種類固醇激素——蛻皮激素（蛻皮激素）刺激的。蛻皮之間的間隔稱為“階段”或“齡期”，昆蟲形成的特定“齡期”稱為“齡”。昆蟲經歷蛻皮，經歷明顯的改變，這個過程統稱為變態。

昆蟲中發現的變態型別

昆蟲中有四種變態型別。它們是：

無變態（或無變態/原變態/無變態/無變態）

沒有變態。當這些昆蟲從卵中孵化出來時，未成熟的若蟲類似於成蟲的微型版本。它們蛻皮並生長，直到達到性成熟。這種型別的變態通常見於原始的無翅昆蟲（無翅亞綱）。

例如跳蟲、衣魚、火蟲、咀嚼蝨、吸吮蝨、長角跳蟲。

漸變態（或漸變態）

在這種型別的變態中，未成熟的（若蟲）在其總體體型和食物偏好方面類似於成蟲，但缺乏翅膀和外部生殖結構。它們的生命週期有三個階段——卵、若蟲和成蟲（成蟲）。沒有蛹期。翅膀從早期開始就在第二和第三胸節發育，每次蛻皮都會逐漸增加大小、顏色和標記，並形成外部生殖器官。若蟲獨立生活，其壽命是物種特異性的，並且生活在與成蟲相同的棲息地。

例如蝗蟲、蟑螂、蟋蟀、真蟲、臭蟲、蚜蟲和白蟻。

不完全變態（或半變態/異變態）

未成熟的或若蟲，稱為稚蟲，是水生的，具有氣管鰓進行呼吸，缺乏翅膀和生殖器官。它們略微類似於成蟲；轉化是透過漸變態和連續蛻皮發生的，發育它們的附肢、口器、觸角和腿。成蟲和若蟲通常生活在不同的棲息地。

在最後一次蛻皮中，一些未成熟的特徵會消失，因此觀察到不完全（或“半”）變態。轉化後，稚蟲從水中出來，外部釋放翅膀（稱為外翅類），併發育生殖結構。

例如蟑螂、蝗蟲、蜻蜓、蠼螋、薊馬、書蝨、真蟲。

完全變態（或全變態）

大多數昆蟲透過完全變態發育。存在四個變態階段——卵、幼蟲、蛹和成蟲，每個階段都與其他階段明顯不同，因此發生完全（或“全”——全部）變態。從卵中孵化後，幼蟲經歷多次蛻皮，其最後齡期分泌一個封閉的殼——稱為蛹殼，形成一個靜止階段——稱為蛹，在蛹殼內，蛹的身體組織分化形成成蟲結構，最後透過破殼形成成蟲。

幼蟲在眼睛結構上有所不同——存在側單眼而不是像成蟲那樣存在複眼，它貪婪地進食，並透過蛻皮進行轉化。其唇腺的分泌物形成蛹殼，然後蛹從表皮的囊中（稱為內翅類）內部發育出翅膀。

大多數昆蟲中都可以找到例子，例如蝴蝶、飛蛾、蜜蜂、黃蜂、螞蟻、真蠅和甲蟲。

蛻皮和變態的激素控制

昆蟲的蛻皮和變態受類固醇蛻皮激素（20-羥基蛻皮激素）和脂類保幼激素 (JH) 調節。蛻皮激素透過在變態過程中改變基因表達來誘導蛻皮，而保幼激素則抑制蛻皮激素的作用，並誘導產生另一個齡期，而不是蛹或成蟲。

蛻皮過程始於大腦的神經分泌細胞。它們響應神經、激素或環境刺激釋放促前胸腺激素 (PTTH)。PTTH 是一種肽激素，它刺激前胸腺分泌蛻皮激素。在周圍組織中，這種蛻皮激素被啟用成 20-羥基蛻皮激素，並啟動蛻皮。首先，少量羥基蛻皮激素分泌到幼蟲血液（血淋巴）中，這表明細胞功能發生了變化。隨後，大量的羥基蛻皮激素啟動蛻皮所需的細胞分化，並刺激表皮細胞分泌酶以消化和回收舊錶皮。

保幼激素由咽側體分泌。咽側體的神經分泌細胞在幼蟲蛻皮期間活躍，但在變態蛻皮期間不活躍。

變態過程中激素的協調調節和分泌

在 JH 的存在下，羥基蛻皮激素刺激蛻皮形成幼蟲齡期。在最後齡期，從大腦到咽側體的神經抑制 JH 的分泌，並向身體發出訊號降解現有的 JH，使其水平降至閾值以下。

JH 閾值的降低觸發大腦分泌 PTTH，這刺激前胸腺分泌蛻皮激素。在沒有 JH 的情況下，活性 20-羥基蛻皮激素髮出細胞功能訊號以進行蛹發育。

合成新的 mRNA；其蛋白質產物抑制幼蟲特異性基因的合成。羥基蛻皮激素的進一步分泌合成蛹特異性基因，併發生蛻皮以將幼蟲轉化為蛹。

最後，在成蟲蛻皮時，細胞（成蟲盤）分化，蛻皮將蛹轉化為完全成熟的成蟲。

結論

昆蟲的生命週期複雜，透過從卵、幼蟲和蛹到成蟲的持續變化，被稱為變態。這種轉化是透過蛻皮激素和保幼激素啟動的蛻皮或“蛻皮”發生的。這兩種激素都在蛻皮過程中由大腦的神經分泌細胞釋放。並非所有昆蟲都表現出相似的變態。一些原始的無翅昆蟲，如跳蟲、衣魚和火蟲，沒有變態。它們的若蟲類似於成蟲的微型版本。蝗蟲、蟑螂、蟋蟀和白蟻等昆蟲類似於它們的成蟲，但缺乏翅膀和生殖器官。它們經歷漸變態，變成它們多產的成蟲。不完全變態也見於蟑螂、蝗蟲、蜻蜓、真蟲等昆蟲，其若蟲是水生的，具有氣管鰓，但缺乏翅膀和生殖器官。其中一些特徵在發育過程中消失，成蟲出現，形成它們的外翅和生殖器官。因此，昆蟲透過這種大自然的驚人恩賜，透過身體轉化和體內激素的平衡，生存並世世代代繁衍。

常見問題

問題 1. 所有昆蟲都會經歷變態嗎？

答案。除了一些原始昆蟲外，所有昆蟲都會經歷變態。

問題 2. 所有昆蟲都存在完全變態嗎？

答案。不，有些昆蟲表現出不完全變態。

問題 3. 昆蟲的變態是由激素調節的嗎？

答案。是的，它是由昆蟲分泌的保幼激素調節的。

問題 4. 什麼是蛻皮和蛻皮？

答案。蛻皮是幼蟲蛻皮，而連續的變化階段稱為蛻皮。