昆虫分类学
总课时:36学时
授课方式:讲授、专题、实验
主讲人:雷仲仁
第一章 昆虫分类学的概念和发展
一、什么是分类学
1、定义:(taxonomy) 是研究分类的理论和方
法的学科。即分门别类、分析其特性、归纳其
共性,并研究其起源和发展规律的学科。
昆虫分类学:(insect taxonomy)
第一节 昆虫分类学的概念和发展
2、分类学的目的和任务
★ 研究、区分和确定物种,予以命名、描述,并
提供正确认识和辨别物种的知识和资料。
★在物种正确鉴定的基础上,按照物种间的异同
和亲缘关系进行归类,即归到不同的分类阶元层
次,建立各个物类的分类系统。
★ 探寻物种或物类之间的亲缘关系,追溯其进化
过程,并可预见其系统范围内尚未发现的物种。
简单概括起来就是:鉴定indentification,分类
classification,系统发育phylogeny
二、昆虫为何能分类
因为事物间存在着共性和特性。即任何事物之间因为事物间存在着共性和特性。即任何事物之间
不论差别如何悬殊,总有共同的一面不论差别如何悬殊,总有共同的一面((任何物质都是由任何物质都是由
原子和分子组成的原子和分子组成的));相反,不论它们如何相似总有一;相反,不论它们如何相似总有一
些差别。些差别。
11、从横的或空间观点看,分类鉴定就是分析其特性,、从横的或空间观点看,分类鉴定就是分析其特性,
归纳其共性,进行类上归纳,类下分类。无特殊性就归纳其共性,进行类上归纳,类下分类。无特殊性就
无共性,这种共同性与特殊性的对立统一是分类学的无共性,这种共同性与特殊性的对立统一是分类学的
科学依据和辩证逻辑,也是分类的基本原则。分类就科学依据和辩证逻辑,也是分类的基本原则。分类就
要求能够看出要求能够看出““异中之同和同中之异异中之同和同中之异”(”(黑格尔黑格尔))。。
22、从纵的或时间观点看,事物是从低级向高级发展,、从纵的或时间观点看,事物是从低级向高级发展,
具有发展的连续性和间断性。体现在昆虫上就是祖征具有发展的连续性和间断性。体现在昆虫上就是祖征
和新征。和新征。
1 2 3 4 5
连
续
渊
源
间
断
发
展
昆虫系统发育树
物种
三、为什么要研究昆虫分类学
1、世界上的昆虫约有1000万种,要认识它们
就必须进行分类。
2、生命现象是通过地球上过去和现存的千千
万万种具体的物种体现出来的,而且它们在不
断地运动、发展、变化和相互联系着,所以,
想认识、探索其起源和发展规律,就必须先分
门别类。
3、认识世界的目的是为了改造世界。所以,
想管理和控制害虫、充分利用益虫,就必须正
确地认识它。
昆虫新目
2002年5月24日出版的296卷《科学》杂
志刊登了昆虫新目的论文,标志着一个昆虫
新目的诞生。这个新目的学名为
Mantophasmatodea,来源于mantis(螳螂)
和phasma(虫脩)。从名称可知,这个新目
昆虫与螳螂和竹节虫有些相像,但它们又有
自己的特点。《昆虫知识》2002年第六期发
表了陈学新等以《昆虫界的“ 四不象”》为
题的介绍这个新目的文章,并附有彩图。
螳脩目Mantophasmatodea
螳螂
从外形上看,新目昆虫与螳螂、竹节虫相像。与
螳螂相比,虽然新目的昆虫也是捕食性的。但它们的
前足和中足均用于捕捉猎物,而螳螂仅是前足发达用
于捕捉猎物。与竹节虫相比,竹节虫的胸部延长,而
新目昆虫的胸部不延长,同时所有已知竹节虫均是植
食性的。螳(虫脩)目与其他昆虫的关系还有待于进
一步研究。
竹节虫
四、昆虫分类学的发展历史与现状
(一)、发展历史
1、古代至林奈时期:
亚里斯多德亚里斯多德(Aristoles, (Aristoles, 纪元前纪元前384384--322322年年)),总,总
结了前人的工作,主要根据昆虫的翅、体躯构造、生结了前人的工作,主要根据昆虫的翅、体躯构造、生
活方式、习性等把昆虫分为活方式、习性等把昆虫分为1010大类。大类。
罗生霍夫罗生霍夫(A. J. R. Rosenhof 1705-1759)(A. J. R. Rosenhof 1705-1759),根,根
据昆虫的习性、变态等把昆虫分为据昆虫的习性、变态等把昆虫分为1616类。类。
林奈林奈(C. Linnaeus, 1707-1778)(C. Linnaeus, 1707-1778),,17581758年,林奈年,林奈
的《的《Systema Naturae, 1758Systema Naturae, 1758》第十版出版,标志着》第十版出版,标志着
分类学作为一门学科的开始。他的主要功绩是:分类学作为一门学科的开始。他的主要功绩是:
★ 第一次提出了双名法
★ 提出了纲、目、属、种的分类体系
★ 肯定了物种的客观性和稳定性
★ 描述了大量的生物种类
把昆虫分成了7个目(无翅、双、鞘、半、
鳞、脉、膜)。被称为生物分类之父。
主要不足:受宗教、神学的影响,认为
物种是上帝创造的、永远不变的、静止的、
恒定的。与其 “ 自然系统”相矛盾。把7
个目的系统发育顺序给颠倒了,后经拉马克
(J. B. Lamarck)给纠正过来了。
此期的特点:
★ 对地区种类大量记载和描述
★ 种类的区分、鉴定和命名
地区种类研究阶段或称为〆分类阶段
2、达尔文时期
达尔文达尔文(C. Darwin)(C. Darwin)在在18591859年年1212月月2424日出版了《日出版了《On On
the Origin of Species, 1859)the Origin of Species, 1859)。它对分类学起到了很大。它对分类学起到了很大
的推动作用,以进化思想使生物学摆脱了神创论的束的推动作用,以进化思想使生物学摆脱了神创论的束
缚,真正体现了自然系统。缚,真正体现了自然系统。
黑格尔黑格尔(E. Haeckel)1866(E. Haeckel)1866年,创立了系统树。年,创立了系统树。
此期的特点:
★ 大量新目、新科、新属和新种被发现
★ 建立了昆虫分类系统
★ 分类学进入了昌盛时期
进化研究兴盛阶段或称为ββ分类阶段
3、种群分类时期
自从1940年小赫胥黎(J. )出
版了《The New Systematics》,提出了以
“ 种群”,而不是个体为分类阶元,即
用动态的多型概念代替了静态的种模概念,
导致了对种下类型的探讨,分类概念为之
一新,从而引起了生物界的注意。
此期的特点:
★ 分类学与生态学、遗传学、细胞学等
学科的结合,使分类学从狭义形态学观点
发展到广义的生物学观点。
★ 物种群体概念的发展。使分类研究注
意种下差异及物种形成、进化之间的关系,
推动了对物种性质和结构的理解。
种内变异的分析、种下阶元及其进化
的研究阶段或称为γ分类阶段
(二)、昆虫分类学的现状
由于生物学其它学科的迅速发展和分
类学研究手段的不断更新和发展,使分
类学的研究内容和研究理论得到不断更
新和发展。系统分类原理和特征分析成
为六十年代起争鸣的中心课题。随着W.
Hennig(1966)分支系统学的兴起,不同
学派百家争鸣,分类学进入了一个新的
时代,呈现为前所未有的繁荣景象。目
前主要有四大学派。
1、传统分类学派
(traditional taxonomy)
代表人:R. E. Blackwelder
特点:实用方便,但无统一准则
2、支序分类学派
(cladistics or
cladistic systematics)
代表人:W. Hennig
特点:对特征慎重权衡,具有严格的
分类方法;唯一能够反映系统发育的
依据是分类单元间的血缘关系。
W. Hennig 创立,1950年出版了德文
专著《Grundzuge einer Theorie der
Phylogenetischen Systematik》,但
未引起重视,1966年出版了英文专著
《Phylogenetic Systematics》后引
起了强烈反响。后称Cladistic
systematics or Cladistics。
A B C D
t1
t2
t3
t
现代
系统发育关系图
几个概念:
★ 共同祖先的相对近度(relative
recency of common ancestor)
★ 单系类群(monophyletic group)和姐
妹群(sister group):把具有共同衍征的
类群称为单系群,即凡两个物种(或类群
〕具有共同派生的特征,说明它们由一个
共同的祖先繁衍下来,证明是一个单系群。
如果两个单系群组成一个高一级单元,那
么这两个类群就是姐妹群。
3、进化分类学派
(evolutionary taxonomy)
代表人:E. Mayr G. G. Simpson
陈世骧等
特点:既考虑共同的渊源,又考虑后
代的分歧,即进化的程度和速度。
E. Mayr 的代表性著作
《Methods and principles of
Systematic Zoology》,《Principles
of Systematic Zoology》;
G. G. Simpson 的代表性著作
《The Principles of Animal
Taxonomy》;
陈世骧的代表性著作《进化论与
分类学》。
A 鸟 B 鳄 C 龟蛇
A B
陆生脊椎动物各大类分类图
D 哺乳
DC
B C DA
支序分类学派
进化分类学派
C 人 B 黑猩猩
A B
黑猩猩与人的两种分类
A 猩猩
C
B C A
支序分类学派
进化分类学派
t1
t2
猿科Pongidae 人科Hominidae
4、数值分类学派(表征分类学派)
(numerical taxonomy)
代表人:P. H. A. Sneath and R. R.
Sokal
特点:数据来源广,综合力强;实验手段
和方法先进;对种下分类较实用。
不足:特征进化不等价;需大量标本;难
以区别趋同性状;不同的公式或程序可能
结果不同。
P. H. A. Sneath
and R. R. Sokal
的代表性著作
《Principles of
Numerical Taxonomy》
(1973)。
最近的发展:
许多分类工作者都采取折衷的态度,吸取
各学派的优点和长处并加以发展,即形成所谓的
第五分类学派“ 改造支序学派”、“ 数值支
序学派”等。如进化分类学派全盘接受支序分析
法,而支序分类学派渐渐改变了处理分类系统时
过于僵硬的态度,数值法被嫁接到支序分析中。
即同意支序学派对特征的慎重权衡,反对分层次
分类,抛弃数值分类学的一些原理和概念,但吸
收其实用表征分解法,不同意其特征等价观点,
却使用了计算机这一先进工具。
(三)、我国昆虫分类学的发展历史和现状
1、古代时期
6000年前浙江河姆渡出土的陶片上就有
草、木、虫、鱼等饰纹;3000年前殷代的
甲骨文上刻有动物名60种,其中昆虫9种;
西周墓中有玉雕的蝉、蚕和蚱蜢等饰物;
3000年前的《尔雅》,有不少动物分类知
识,其中昆虫80多种;李时珍的《本草纲
目》(1590年)记载药用昆虫73种;2400~
3000年前的《诗经》
1、古代时期
以“ 多识鸟兽草木”而著称,记载植
物252种,动物109种,昆虫20多种。公
元100~120年的《说文解字》中有“
虫”字旁的字163个,以“ 虫”为底的字
25个,“ ”字旁的6个。说明很早就
对昆虫有所研究,但由于长期的封建社
会,严重阻碍了我国科学技术的发展。
殷代甲骨文
中的“ 蜂”字
殷、周时代
墓葬中的玉蝉
殷、周时代
青铜器上
的蝉饰纹
殷、周时代
墓葬中的玉蝉
蜻蜓
2、鸦片战争至解放前
此期中国的自然资源被大量掠夺,昆虫也
不例外被大量采集并带走。如美国的嘉理思托
(Gressitt),估计带走了2000种天牛标本,仅
剩的1000多种被扣了下来,后来依此出版了
《中国经济昆虫志》(天牛科)。
我国仅有少数学者从事昆虫分类研究,如
胡经莆(襀翅目),陈世骧(叶甲科),蔡邦华
(小蠹虫),刘崇乐(瓢虫)等。
中国人或与外国人合作发表的新种仅占4%。
3、解放后
我国的昆虫分类工作得到了迅速的发展,
为我国的检疫、资源调查、害虫防治、天敌利
用等作出了很大的贡献。
我国在70~80年代昆虫分类研究曾一度
比较兴盛,研究人员曾达到500人左右,解放
后30年发表昆虫新种和新亚种1847个,新属和
新亚属148个。但90年代后由于政策和研究重
点的变化,使昆虫分类研究和研究队伍受到很
大影响,现从事昆虫分类研究的人员锐减。
3、解放后
目前可以登载昆虫分类学论文的国内
杂志有昆虫学报、昆虫分类学报、动物
分类学报Entomology Sinica及一些综
合性大学的学报和昆虫学研究集刊等。
已出版的有关昆虫分类学研究的专著有
中国经济昆虫志、中国动物志及大量的
地方性昆虫志等。
中国的昆虫种类
昆虫学家胡经甫博士(1896-1972)花了12年的时间编写
了《中国昆虫名录》共6卷,于1934年~1941年出版。收录了当
时已知的中国昆虫20,069种,而中国人自己命名的昆虫只有204
种,仅占1%。新中国成立后,特别是改革开放后,我国的昆虫
分类有了长足的发展。我国组织了许多大型的科学考察,昆虫学
家发表了大量的昆虫新种。过去50年在大陆8种昆虫学期刊上发
表的昆虫新种达8,000多种。其他的杂志及书籍也发表了很多新
种,我们统计了38本专著,发表的新种就有4,921种。如中国农
业大学李法圣先生于2002年7月出版的《中国(虫齿)目志》包
含了1,505种啮虫,其中918种是新种,是描述新种最多的一本专
著。而由黄复生主编的《海南森林昆虫》()包含了
5,842种昆虫(还有384种蜘蛛和螨类),是昆虫种类最多的一本
专著
目前,中国的昆虫种类有多少呢?香港渔农自然护理处的刘
绍基先生花了大量的时间,收集资料,把中国已知的昆虫输入
电脑,到2003年3月18日已记录了79313种(包括分布于台湾的
14713种和香港的6134种),但仍有一些已记录的昆虫未能包含
在这个数中。中国昆虫的种类按最保守的估计也在15万种以上,
我国昆虫分类学家的任务仍相当艰巨。
我国许多地区(如图)(特
别是一些偏远的山区)
尚未开展深入的昆虫种类
调查,仍需要昆虫学家去
采集调查。同时还有很多
昆虫的科,仍是空白,目
前国人还没有涉及。
中国昆虫(广义)各目的物种数量
(Insect Biodiversity in China)
Order 目 World 世界 China 中国
Subclass
Apterygota
无翅亚纲
Thysanura 缨尾目 600 21
Diplura 双尾目 600 51
Protura 原尾目 650
199
Collembola 弹尾目 5000 289
(白色表示差距最大)
(红色表示差距最小)
Ephemeroptera 蜉蝣目 2200 306
Odonata 蜻蜓目 3500 738
Plecoptera衤责翅目 2300 374
Grylloblattodea 蛩蠊目 25 1
Orthoptera 直翅目 23000 2256
Phasmatodea虫脩目 2500 221
Dermaptera 革翅目 1850 284
Pterygota:
Division
Exopterygota
有翅亚纲
外翅部
(绿白色表示差距较小)
Embioptera 纺足目 200 7
Blattaria 蜚蠊目 4000 366
Mantodea 螳螂目 2000 165
Isoptera 等翅目 3000 538
Zoraptera 缺翅目 25 2
Psocoptera 啮虫目 4500 1656
Pterygota:
Division
Exopterygota
有翅亚纲
外翅部
Mallophaga 食毛目 4500 934
Anoplura 虱目 500 104
Homoptera 同翅目 45000 6885
Heteroptera 半翅目 38000 3873
Thysanoptera 缨翅目 6000 489
Pterygota:
Division
Exopterygota
有翅亚纲
外翅部
Neuroptera 脉翅目 4500 645
Raphidioptera 蛇蛉目 200 15
Megaloptera 广翅目 500 74
Mecoptera 长翅目 500 194
Lepidoptera 鳞翅目 200000 18985
Trichoptera 毛翅目 10000 987
Division
Endopterygota
有翅亚纲
内翅部
Diptera 双翅目 110000 10428
Siphonaptera 蚤目 3000 617
Hymenoptera 膜翅目 120000 8796
Coleoptera 鞘翅目 330000 18794
Strepsiptera 捻翅目 400 19
Division
Endopterygota
有翅亚纲
内翅部
总计 79313
尽管在解放后我国的昆虫分类
研究有了很大的发展,但目前还存
在着很大的差距:
1、标本积累量小:如美国有昆虫
标本6~8千万,我国仅5~6百万
2、资源不清、家底不清(我国大约15
万种)
3、投资少、人员少((日本大约是我国研究日本大约是我国研究
人员的人员的22~~33倍倍))