蚁科昆虫消化道比较形态学研究

摘要

本研究通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对分布于中国北方地区的蚁科昆虫3个亚科（蚁亚科Formicinae、切叶蚁亚科Myrmicinae和猛蚁亚科Ponerinae）的 11 种蚂蚁的消化道结构、前胃形态进行了分析比较，并对两种猛蚁的中肠和后肠进行了超微形态研究，旨在揭示消化道的形态、结构分化在蚁科昆虫系统演化和食性分化中的作用，主要研究结果如下： 1．三个亚科11种蚂蚁消化道的整体结构比较相似，均由食道、嗉囊、前胃、中肠和后肠（回肠、直肠）组成，但前胃、直肠结构以及马氏管的数量和长度在不同亚科间存在一定差异。 （1）蚁亚科：嗉囊为乳白色；前胃漏斗状；中肠壁表面略粗糙，有白色点状物，前端较宽向末端逐渐收窄，马氏管数量为 12-18 条，长度约为 1.65-2.11mm；回肠细长均匀，直肠膨大呈透明状，在直肠上分布有5个直肠垫。 （2）切叶蚁亚科：嗉囊前半段为淡黄色，后逐渐变为透明的白色；前胃为球状或蘑菇状，位于中肠肠腔内；中肠圆球形；马氏管数量较少，6-10根，但极其细长，长度约1.46-1.96mm，是中肠的2-3倍；回肠细长；直肠膨大透明，未观察到直肠垫。 （3）猛蚁亚科：嗉囊呈淡黄色或乳白色，嗉囊壁较厚；前胃细长杆状，位于中肠肠腔内；中肠为圆柱状；马氏管数量较多且粗，达到20-24根，长度为3.05-3.18mm左右，是中肠的1.5倍；回肠结构较粗；直肠膨大透明，在直肠上分布有6个直肠垫。 2．不同亚科蚂蚁的前胃在形态结构方面具有显著差异，相同亚科不同种之间在超微形态方面也存在一定的差异： （1）蚁亚科：前胃漏斗状，结构由前到后依次分为萼片、球状体、颈部和贲门瓣。前胃有4个萼片，每个萼片的中央有一条狭窄的通道；萼片壁外表面由一层条纹状的肌肉所包裹，内表面呈刺状、齿状或条纹状突起，球状体与萼片连接部位有一个“十”字型开口，在球状体内形成四个凹槽。 （2）切叶蚁亚科：前胃为蘑菇状或球状，前胃外表面呈现不同程度的褶皱，褶皱最终在前胃末端聚集。 （3）猛蚁亚科：前胃呈细长的秆状，顶端稍微膨大，外表面为有规律整齐的褶皱；在前胃末端开口处有若干个凹槽。 3．猛蚁的中肠上皮组织主要由消化细胞和再生细胞组成，消化细胞的顶端着生微绒毛，并聚集着大量的线粒体。消化细胞内包含细胞核、粗面内质网、线粒体、高尔基体、溶酶体、脂质颗粒、多聚核糖体等结构；再生细胞通常为多个细胞聚集成团，细胞内有大量线粒体，在基底膜的外周分别为纵肌和环肌。此外，在两种猛蚁的中肠组织细胞内、微绒毛间发现了细菌和真菌。 4．猛蚁的回肠呈细长的窄管状，角质层较厚，基底膜极薄，组织内排列着肠壁细胞，聚集着大量长条状线粒体，且细胞质膜内陷，在肠壁外周包裹一层环肌和纵肌；直肠的上皮组织较薄，肌肉不发达，组织基底膜内陷，细胞质膜相互交错，与大量的线粒体形成基底迷路。 本文基于蚁科3个亚科工蚁的消化系统比较形态学研究，研究结果表明，蚁科昆虫的消化道形态、功能分化与其取食习性、生物学、行为学特性等密切相关，其形态学特征不仅为蚁科各类群的单系性提供了重要支持证据，也为进一步从行为学、生物学等方面探讨蚁科昆虫的系统演化历史及食性分化提供了新的信息。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 昆虫的消化道

1.2 蚂蚁食性及其消化道研究概况

1.3 电镜技术在昆虫消化道研究中的应用

1.3.1扫描电镜在昆虫形态学研究中的应用

1.3.2透射电镜在昆虫形态学中的应用

1.3.3石蜡切片在昆虫形态学中的应用

1.4本研究的目的与意义

第二章 材料和方法

2.1 实验材料

2.2试剂配制

2.3实验方法

2.3.3 扫描电子显微镜样品制备及超微结构观察

2.3.4透射电子显微镜样品制备及超微结构观察

第三章 结果与分析

3.1 不同亚科代表性蚂蚁消化道整体形态结构的比较

3.1.1 蚁亚科不同种类消化道形态结构比较

3.1.2 切叶蚁亚科不同类群消化道形态结构

3.1.3 猛蚁亚科不同类群消化道形态结构

3.2 不同亚科蚂蚁前胃的超微结构研究

3.2.1蚁亚科不同种类前胃超微结构

3.2.2 切叶蚁亚科不同类群前胃超微结构

3.2.3 猛蚁亚科不同种类前胃超微结构

3.3 肉食性蚂蚁（两种猛蚁）中肠、后肠超微结构的研究

3.3.1猛蚁亚科不同种类消化道组织学形态

3.3.2 猛蚁亚科不同种类中肠上皮组织超微结构

3.3.3猛蚁亚科不同种类后肠上皮组织超微结构

第四章 讨论与结论

4.1蚁科昆虫消化道结构及其相关功能

4.2 蚁科昆虫前胃结构及其相关功能

4.3蚁科昆虫中、后肠结构及其相关功能

4.4结论

参考文献

致谢

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