昆虫形态生物学学生用.docx
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昆虫形态生物学学生用
普通昆虫学
绪论
一·昆虫的主要特征(什么叫昆虫)
二对翅膀三对足、身体分为头胸腹
具体地说,昆虫纲具有下列主要特征:
●一生要经过卵—幼虫—(蛹)—成虫几个发育阶段,即变态。
●体躯分为头、胸、腹三个体段。
●头部具触角、复眼各1对,上颚和下颚各1对,胸部具3对足(六足纲),0—2对翅膀,腹部无步行附肢。
二·昆虫在动物界中的地位
昆虫属于:
动物界(KingdomAnimalia)
节肢动物门(PhylumArthropoda)
昆虫纲(ClassInsecta)
节肢动物门的特征:
身体分节,具几丁质外骨骼,体节上有成对分节附肢,附肢在不同体段上功能有分化。
三·昆虫对环境的适应性
1.飞行能力
2.适应能力
3.个体大小
4.繁殖能力
5.完全变态
6.其他方面
几丁质的外骨骼\抗干燥能力\气管呼吸
四.昆虫与人类的关系
有害方面
a农林业方面:
b医学方面
有益方面:
a以虫治虫:
28%昆虫捕食性,2.4%寄生性,《生物防治学》;
b工业原料:
药材—蚕,蜂,紫胶虫,五倍子蚜虫,白蜡虫,冬虫夏草,地鳖虫;食品(蛋白质)生物量超过所有陆生动物,《资源昆虫学》;
C传播花粉:
85%植物依靠昆虫传粉
d清洁环境:
17.3%腐食性,神农蜣螂;
e工艺观赏,蝶,鸣虫。
f科研材料,果蝇,摩尔根遗传学。
g.生物反应器:
昆虫细胞,家蚕
第一篇昆虫的外部形态
第一章昆虫体躯的一般构造
一·体节Somite
昆虫的身体由许多连续的环节组成,这每一个环节就称为体节。
较原始的昆虫,根据胚胎学和比较解剖学研究,共有18—20个体节(不包括头前叶,尾节。
这两者不是真正的体节)
体节应具备三个特征(胚胎期):
A1对神经节B1对附肢C1对体腔囊
昆虫体节外表骨化,不能直接曲折,而在体节之间,有膜质可伸缩的部分,即节间膜intersegmentalmembrane。
初生节(初生分节)次生节(次生分节)端背片、主背片,端腹片、主腹片。
二·体段tagmata
昆虫的体节,集合成为形态、功能不同的三个体段,即前面说过的头、胸、腹三个体段。
1头部head:
由头前叶和4~6个体节集合而成,有复眼1对,单眼3只,触角1对,3对附肢组成的口器,脑。
是取食,感觉和协调的中心。
2胸部thorax:
3体节组成,有3对足,多有1-2对翅,是运动中心
3腹部abdomen:
由11体节和尾节组成(常有减少,合并),有内脏、生殖系统、外生殖器,是代谢及生殖中心。
三·附肢Appendage
昆虫和其他节肢动物一样,有些体节上长有成对,分节的附肢。
附肢的原始功能是运动器官,但各类节肢动物在长期演化过程中,附肢的形状和功能发生了许多的变化。
但由于是同源器官,基本结构仍一致,不过昆虫学所用的名称与其他节肢动物习惯上不同。
昆虫:
基节Coxa第一转节firsttrochanter第二转节secondtrochanter
腿节femur胫节tibia跗节tarsus前跗节pretarsus
四·体面BodySurface和骨化区SclerotizedRegion
背面(dorsum)→骨化→骨板(tergum)→被褶陷分成骨片→背片(tergite)
侧面(laterum)→骨化→侧板(pleurum)→被褶陷分成骨片→侧片(pleurite)
腹面(ventrum)→骨化→腹板(sternum)→被褶陷分成骨片→腹片(sternite)
褶陷有二种情况:
A沟Sulcus,骨板内陷,内有脊状突起
脊状突起:
较小---内脊──内骨骼:
增强体躯,着生肌肉。
进一步延伸即内突
B缝(Sulture)两个骨片合缝处,内无内脊。
五·体向Bodyorientation
第二章昆虫的头部及其附器
一·头部的起源和分节
头部组成的6节说。
体节
神经节
体腔囊
附肢
触角前节
前脑
有时有
有时胚胎时有
触角节
中脑
有
触角
闰节
后脑
有
胚胎时有
上颚节
上颚神经节
有
上颚
下颚节
下颚神经节
有
下颚
下唇节
下唇神经节
有
下唇
四节说认为口前的为口前叶(相当于环节动物口前部),发生眼、触角。
口后才是真正的体节,(闰节神经节原在腹面,后来移至消化道背面,在腹面留有神经连锁)并从神经解剖上寻找了证据。
二·头壳的构造
蜕裂线ecdysialline(图)
三·头部的内骨骼Endoskeleton
昆虫无真正的内骨骼,所谓的内骨骼是由体壁内陷形成的。
3对内突组成(图):
后幕骨陷—1对幕骨后臂──相互相接形成幕骨桥
↓
前幕骨陷—1对幕骨前臂——————幕骨体
↓长出↓
1对幕骨背臂——————幕骨架
四·头式(口式)Gnathous
1下口式(Hypognathoustype)口器朝下,与体躯纵轴几成直角,一般植食性,如蝗虫。
2前口式(Prognathoustype)口器朝前,与身体纵轴成钝角,或在同一条直线上,钻蛀、打洞、追捕其他昆虫,如步甲等。
3后口式(Opisthognathoustype)口器向后,与身体的纵轴成锐角。
如半翅目、同翅目昆虫,刺吸植物的汁液,口器不用时贴于腹面。
五·头部的附属器官
附器是指有特殊功能的外部器官。
(一)触角(Antenna)
1.着生位置和起源:
多着生于额上。
四节说认为系触须,六节说认为是第二体节附肢。
2.基本构造(图)
3.触角的功能
触觉味觉嗅觉听觉(雄蚊江氏器)
觅食寻偶个体间信息交流
4.触角的类型(图)
A.丝形(filiform)各节细长圆筒形,大小,形状相似,如蝗虫。
B.刚毛形(鬃形)(setaceous)鞭节细如刚毛,如蝉,蜻蜓。
C.念珠形(moniliform)鞭部各亚节圆珠状,象串珠。
如白蚁,裼蛉。
D.锯齿形(serrate)鞭节各亚节向一侧齿状突起。
如雌绿豆象,叩头虫。
E.栉齿形(pectimate)鞭节各向一侧突出很多,似梳状。
如雄绿豆象,一些蛾类雌虫。
F.羽毛状(双栉齿)(bipectinate)鞭节各节向两侧突出,似羽状.
G.球杆形(clavate)鞭节基部若干节细如线状,端部数节渐膨大仅棒球杆,如蝶类。
H.锤状(capitate)类似球棒状,但端部数节突然膨大成锤状,如部分虫,露尾虫。
I.鳃片状(lamellate)端部3-7节向一侧延展成薄片状迭合在一起状如鱼鳃,如金龟子。
J.具芒形(aristate)一般3节触角,短而粗,末节特别大,其上有一刚毛,如蝇类。
K.膝形(genicuate)柄节长,其余各节与之成膝状弯曲,如蜜蜂。
L.环(轮)毛形(plumose)鞭节各节有一圈细毛,愈接近基部毛愈长。
(二)·复眼和单眼
1.复眼(Compoundeyes):
1对,位于头顶两侧,视觉。
形状多变,穴居和寄生的种类常退化。
2.单眼(Ocellus)
A背单眼(dorsalocelli)成虫、若虫具有,着生在额、头顶上,常3只。
有的2、1或无。
可感受光的强弱,
B侧单眼(lateralocelli)一些全变态的幼虫具有,位于头下侧缘。
1-7对,鳞翅目幼虫多6对,也称虫幼单眼。
(三)口器(mouthparts)
昆虫的取食器官,位于头之下方。
因食性和取食方式的不同,昆虫的口器结构亦不同,可以分为6-7种类型,其中最基本最原始的构造,是取食固体食物的口器,称为咀嚼式口器。
其余口器据比较形态学研究,都是由咀嚼式口器演化而来。
吸取汁液的统称称为吸收式口器(Suckingmouthparts)
1.咀嚼式口器(Chewingmouthparts)由上唇、上颚、下颚、下唇、舌等五部分组成(图)
A上唇(Labrum)与唇基相连的一块骨片,形成口器的前盖,可防止食物前落。
内壁柔软,具有味觉器、毛,称内唇(epipharynx)
B上颚(Mandibles)据六节说,上颚是第4体节附肢。
据4节说,上颚是第2体节的附肢。
与附肢基节同源,臼齿为基内叶,端基节消失,位于上唇后方,下颊之下,是一对坚硬的锥块构造。
用以切断和磨碎食物。
C下颚(Maxillae)也是头部附肢演化而来,位于上颚后方,由轴节,茎节外颚叶,内颚叶和下颚须等5个部分组成,其中,轴节和茎节相当于附肢的基肢节,下颚须相当于端肢节,而内颚叶和外颚叶与基内叶同源。
下颚的功能:
a握持食物和帮助上颚刮切食物,b下颚须在取食时有嗅觉和味觉功能。
D下唇(Labium)也是附肢演化而来,位于下颚之后。
是由1对类似于下颚的附肢愈合而成,所以也称第二下颚。
其中前颌、后颌相当于轴节、茎节,中唇舌、侧唇舌相当于内颚叶、外颚叶,下唇须相当于下颚须。
下唇功能:
防止食物后漏;下唇须亦具嗅味觉功能。
E舌(Hypopharynx)狭长囊状构造,位于口中央。
上有许多毛和感觉器。
功能:
味觉;运送食物。
2·咀纺式口器(Chewing-spinningmouthparts)
蝶蛾类幼虫特有,与咀嚼式口器基本相同,但下颚、下唇、舌合并成为一个复合体(compoundstructure),中央端部有一突出的吐丝器,如蚕。
3·嚼吸式口器(Chewing-lappingmouthparts)
为蜜蜂类所特有,兼有咀嚼和吸收两面三刀种功能。
。
如蜂。
上唇:
同咀嚼式。
上颚:
发达,可以咀嚼固体食物(花粉),筑巢。
下颚:
(轴节、茎节柱状),内颚叶退化。
下颚须变小,外颚叶变成内侧具槽沟的片状构造。
下唇:
中唇舌延长,腹面凹成纵槽,端部膨大成中舌瓣,侧唇舌较退化,下唇须4节,延长为片状。
取食花蜜和其它食物时,下颚外颚叶盖在中唇舌的背侧面形成食物道,下唇须贴于中唇舌腹面的槽沟形成唾液道。
中舌瓣有刮取花蜜的功能。
食毕,下颚和下唇各部分开。
4·刺吸式口器(Piercing-suckingmouthparts)(图)
刺入动物、植物组织内,吸食组织内汁液。
如蚊,蝉。
下面以蝉为例。
上唇:
退化(很小),三角形。
上颚:
成1对口针,用于刺入组织,末端有倒刺。
下颚:
外颚叶成为1对口针,内具1大1小的两个槽。
大的槽合成食物道,小的槽合成唾液道。
下唇:
分节的槽管状构造,即喙,包藏2对口针(stylets)。
舌:
位于喙基部,前方空腔为吸食泵(食窦唧筒),后方有注射出唾液的唾唧筒(cibarialpump)。
雌蚊口器的上唇,舌也成为口针,共有六根口针。
5·锉吸式口器(rasping-suckingmouthparts)
为蓟马类昆虫所特有,由上、下唇组成短喙。
右上颚退化,左上颚形成口针,用于锉破组织表皮使之流出汁液,两下颚口针形成食物道,吸取寄主流出的汁液。
舌与下唇之间形成唾液道。
6·虹吸式口器(Siphoningmouthparts)
蛾蝶类成所特有,用于吸取花蜜。
上唇:
并入头壳。
上颚:
极大多数种类退化,有些低等蛾类存在。
下颚:
外颚叶形成发条状的喙,内具食物道,用于吸取花蜜。
下唇:
仅下唇须较发达。
舌:
退化。
7·舐吸式口器(Spongingmouthparts)
双翅目蝇的口器,构造复杂。
上唇:
片状,下方具槽沟。
上颚:
退化。
下颚:
中喙的一部分,下颚须存在(1节)。
下唇:
前颏形成中喙(唇鞘)(mediproboscis)。
端部形成吸盘(端喙(distiproboscis))。
舌:
片状,贴于上唇下形成食道。
舌中央有唾液道,分泌唾液,溶解固体食物。
口器类型除了上述几种基本类型外,还有脉翅目幼虫的捕吸式口器(graspingsuckingmouthparts),蝇类幼虫的刮吸式口器(Scratchingmouthparts),虻类的刮舐吸式口器(Cuttingspongingmouthparts)等等。
了解口器构造意义:
1辨别昆虫类别,口器类型是昆虫纲分目的重要特征之一,在一些科,属分类中也常用口器特征。
2根据植物的被害状,可以了解害虫的类别,为害植物的昆虫,一般为咀嚼式和刺吸式口器两大类。
咀嚼式口器的昆虫,咬食植物组织,咬成孔洞,缺刻等;刺吸式口器昆虫,主要造成植物生理损害,出现各种斑点或变色,变形。
3防治害虫时根据口器类型选用杀虫剂。
防治咀嚼式口器昆虫,可用胃毒剂;防治刺吸式口器害虫,可用触杀剂,内吸剂。
第三章昆虫的胸部及其附器
一·胸部的基本构造
胸部由3个体节组成,分别称为前胸(prothorax)、中胸(mesothorax)、后胸(metathorax)。
每一胸节各有一对足,分别称前足(forelegs)、中足(middlelegs)、后足(hindlegs)。
大多数昆虫在成虫中胸,后胸上还各有1对翅,分别称为前翅(forewing)和后翅(hindwing)。
中、后胸由于适应翅的飞行运动,互相结合紧密,内有发达的内骨和强大的肌肉,在构造上与前胸有所不同,称为具翅胸节(pterothorax)
各胸节的发达程度,与其上着生的翅和足的发达程度有关。
无翅昆虫和全变态类幼虫,各节大小,形状较相似。
螳螂前跳特化成捕捉足,蝼蛄前足为开掘足,其前胸就发达。
蜻蜓前后翅大小相似,中后胸大小相近。
蚊、蝇前翅发达,后翅退化,中胸就远较后胸发达。
甲虫类前翅不用于飞行,中胸比后胸小。
1.胸部的背板(tergum)
前胸背板构造简单,通常为一整块骨板,不再分骨片。
有的如蝗虫,前胸背板很大,两侧向下扩展,上面有沟并分出骨片。
但与中、后胸不同。
一般未予命名。
中后胸的背板前脊沟的内脊形成悬骨(phragma),着生强大的背纵肌(dorsaltongitudinalmuscle)。
在翅发达的胸节中,后胸或腹部第一节在前脊沟后面形成一狭窄的膜质带(成为分节界限),原来属于后一节的端背片就并入前一胸节,成为该节的后背片(postnotum)。
2.胸部的侧板(pleurun)
侧板是由附肢基肢节的亚基节扩展而来。
前胸侧板常退化很小。
侧翅突是翅运动的一个支点(与翅的第二腋片相支接)。
侧基突是与胸足基节相顶接的关节突。
3.胸部的腹板(sternum)(图)
4.胸部的内骨骼(endoskeletonofthorax)(图)
a中胸、后胸和腹部第一节背板的前脊沟的内脊分别形成三对悬骨(phragma),着生背纵肌。
b侧板的侧沟的内脊形成侧内突(pleuralapophyses),着生部分背侧肌。
c腹板腹脊沟的内脊所形成的腹内突(sternalapophyese)又称叉突(furca)是腹纵肌的着生处。
间腹片的内刺突(spina)是另一部分腹纵肌着生处。
二·胸足(thoraciclegs)
1.胸足的构造
一般昆虫转节仅一节,蜻蜓(droganfly)转节2节。
前跗节一般为一对爪(claws),两爪之间常有中垫(arolium)蝇类有瓜垫(pulvillus)。
这些构造有助于昆虫在光滑表面上行走。
2.胸足的类型
昆虫胸足的原始功能为行动器官,但在各类昆虫中,由于适应不同的生活环境和生活方式的结果,特化成许多不同功能的构造。
常见的有下列几类:
A步行足(walkingleg)各节细长,宜于行走,为最普通类型。
如蝗虫前、中足。
B开掘足(diggingleg)一般由前足特化而成,胫节宽扁,外缘具齿,适应于掘土。
如蝼蛄molecricket,金龟子Maybeetle等在土中活动的昆虫前足。
C跳跃足(jumpingleg)一般由后足特化而成,腿节膨大,胫节细长,适于跳跃。
如蝗虫(locustgrasshopper)的后足。
D游泳足(swimmingleg)生活在水中的甲虫(beetle)和蝽(bug)类。
后足各节扁平,边缘有长毛,用于划水。
E捕捉足(graspingleg)前足特化而成,基节长,腿节腹面有槽,胫节可以折嵌其内,形似一把折刀,用以捕捉猎物,有的腿节胫节上还有刺列。
如螳螂(prayingmantid)。
F携粉足(pollen-carryingleg)蜜蜂类(honeybees)用以采集和携带花粉的后足。
胫节宽扁,两边有长毛,构成携带花粉的花粉篮(corbicula),基跗节(第一跗节)特别长而扁大,其上有10~12列硬毛,用于梳集身上粘附的花粉贮于花粉篮内。
称为花粉刷(scopa)。
H抱握足(claspingleg)雄性龙虱的前足基部3跗节膨大成吸盘状,交配时用以抱握雌虫。
I攀援足(clingingleg)生活于毛皮上的虱类,跗节仅一节,前跗节为1大形钩状的爪,向内弯曲时与胫节端部指状突起密接,可牢牢夹住寄主的毛发。
三·翅(Wing)
1.翅的起源(Origin)
昆虫的翅与鸟类birds和蝙蝠类bats的不同,不是由前肢(frontleg)演化而来,而是由背板两侧体壁(integument)向外延伸的侧背叶(paranotallobe),发展而来的。
2.翅的基本构造(图)
3.翅脉(Veins)和脉序(venation)(图)
A翅脉:
在形成翅的两层体壁之间分布着气管的部位,该部位加厚,加厚的部分就是翅脉,翅脉腔中还有神经和血液循环,翅脉是整个翅膜的支架。
B脉序(脉相):
翅脉在翅面上的分布型式。
脉序在昆虫分类中是很重要的依据。
根据现存昆虫与化石昆虫脉序比较研究,结合昆虫幼期翅芽中的气管分布情况,推论出一种假想原始脉序(hypotheticalprimitiuevenation)。
低等的昆虫翅纵脉常凹凸相间,凸脉用“+”表示,凹脉用“-”表示。
纵脉名称
C:
Costa前缘脉,不分支
Sc:
Subcosta亚前缘脉,常分二支Sc1,Sc2
R:
Radius径脉,常分R1和Rs(径分脉),Rs再分R1,R2,R3,R4,R5
M:
Media中脉,常分M1,M2,M3,M4
Cu:
Cubitus肘脉,分Cu1,Cu2;Cu1再分2支:
Cu1a,Cu1b
A:
Analis臀脉,位于臀区内,数目1-12不等,常3条,称1A、2A、3A…
J:
Jugalis轭脉,位于轭区的2根短小的脉J1、J2。
有的昆虫无此翅脉,全膜状。
横脉的名称常根据所连接的纵脉而命名:
h:
humeralcrossvein(肩横脉)连接纵脉C和Sc
r:
radialcrossvein(径横脉)连接纵脉R1和R2
s:
sectorialcrossvein(分横脉)连接纵脉R3和R4,或R2+3和R4+5
r-m:
radio-medialcrossvein(径中横脉)连接纵脉R4+5和M1+2
m:
meddialcrossvein(中横脉)连接纵脉M2和M3
m-Cu:
medio-cubitalcrossvein(中肘横脉)连接纵脉M3+4和Cu1
翅室wingcell:
指翅面上由纵脉和横脉或翅缘围成的小区。
开室opencell:
翅室一边不被翅脉封闭而向翅缘开放。
闭室closedcell:
翅室四周都为翅脉封闭。
翅室的命名是以其前缘的纵脉名称来命名。
翅脉的变化
A增多
1.副脉accesoryveins原有的纵脉出现分支。
加小写字母,如R1a,R1b…
2.闰脉intercalaryveins原有的纵脉之间加插的纵脉,不是原有纵脉分支,基部游离或以横脉与邻近纵脉相连。
在原纵脉前加“I”,如M3,M4间,可称IM3
B减少
1.合并:
2条脉合在一起,如Sc+R1,M3+4…
2.消失:
有的昆虫翅脉消失,仅剩下1~2条,如一些寄生蜂。
4.翅的类型
(1)膜翅(membranouswing):
膜质透明,翅脉明显,如蜂,蜻蜓前后翅,蝗虫后翅。
(2)复翅(tegmen):
翅质坚韧皮纸状,有网状翅脉。
平时复盖在体背侧面和后翅上,主要起保护和辅助飞行作用,如蝗虫前翅。
(3)鞘翅(elytron):
甲虫类前翅,坚硬如角质,无翅脉。
起保护作用(鞘翅目)。
(4)半鞘翅(hemielytron):
椿象(蝽)类前翅,基半部为角质,端半部为膜质,起保护作用(半翅目)。
(5)毛翅(trichopterouswing):
膜质翅上密生刚毛,如毛翅目昆虫。
(6)鳞翅(lepidoticwing):
膜质翅面密盖鳞片(scales),蝶蛾类(鳞翅目)。
(7)缨翅(fringedwing):
翅狭长,边缘有长毛,蓟马类(缨翅目)。
(8)平衡棒(halter):
蝇蚊类后翅特化为小棒状,能感觉气流,为飞行平衡器(双翅目)。
(9)拟平衡棒(pseudohalter):
拈翅虫雄虫前翅特化为棒状,特称为拟平衡棒。
5.翅的连锁器(couplingapparatus)
以前翅为主要飞行器,而后翅较小的昆虫,如蝉,蝶蛾蜂等,前翅和后翅通过连锁器连接,使前后翅在飞行员时互相配合,协调动作。
(1)卷褶型:
前翅后缘有一段向下卷褶,后翅前缘一段向上卷褶,如蝉。
(2)翅轭型:
前翅轭区指状突出(翅轭jugum),夹住后翅,如低等蛾类。
(3)翅缰型:
后翅前缘基部有1~9根硬刚毛称翅缰(frenulum)前翅Sc或Cu脉腹面有毛簇,称翅缰钩(frenulumhook)。
翅缰插在翅缰钩内,使前后翅连成一体,如多数蛾类。
(4)膨肩型(翅抱型):
后翅肩角膨大,上有短的肩脉(humeralvein),突伸于前翅后部之下,使前后翅一起下降,如蝶类,大蛾类。
(5)翅钩型:
前翅后缘向上卷折,后翅前缘有一排弯钩,称翅钩列hamuli,如蜂类。
第四章昆虫的腹部及其附器
一·腹部的基本构造
1.节数:
原始节数为11节+尾节。
高等种类昆虫多数9~11腹节,有的减至3~5节。
一般第8或第9节以后各节缩入体内或退化。
也有的前端1~3节愈合,有的部分并入后胸。
2.分部:
A生殖节(genitalsegements)包括第9节(雄)或8~9节(雌),具外生殖器。
B生殖前节(pregenitalsegements)第1~7(8)节,一般无附肢,各有气门一对,内包含大量内脏,故称脏节(visceralsegements)。
C生殖后节(postgenitalsegements)第10~11节,有肛门,常有一对尾须。
3.腹节的构造:
较原始昆虫,腹节由背板,侧板,腹板构成。
但大多数昆虫多数腹节无附肢,侧板多并入腹板,故称侧腹板(pleurosternum)。
背腹板之间膜质部分,称侧膜(pleuromembrane)。
有利于腹节上下伸缩活动,适应呼吸、消化等活动。
腹部节间膜也发达,同样有利于内脏活动。
二·腹部的附器
1.外生殖器(genitalia)(图)
A雌外生殖器,生于第8、9腹节上,是产卵的工具,故称产卵器(ovipositor)。
负瓣片可能相当于基肢节(coxopodite),而第1、2产卵瓣相当于端肢节(telopodite),第3产卵瓣是基肢节外长物。
各类昆虫产卵器均有所不同:
蝗虫(直翅类)背瓣,腹瓣发达,内瓣很小,产卵器由背腹瓣组成,蝉类产卵器由腹瓣,内瓣组成,背瓣形成保护构造,蜜蜂、胡蜂(wasp)产卵器特化成螫刺(stylet),甲虫、蚊蝇、蝶蛾等,无产卵瓣形成的产卵器,多由腹末几个体节互相套成管状缩藏在体内,产卵时伸出体外,称为伪产卵管(pseudovipositor)。
了解产卵器形状和构造,可以
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