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鞘翅目统称甲虫,隶属于昆虫纲(Insecta)有翅亚纲(Pterygota)内翅部(Endopterygota),全世界已知36万种,占已知昆虫总数的40%以上,中国约有1万余种。鞘翅目以口器咀嚼式、体壁坚硬角质化、具有保护后翅的骨化鞘翅和全变态发育为显著特征。口器的复杂性及其食性的多样性,使鞘翅目昆虫获得比其他生物更大的生存空间和地域,成为地球上开发生态系统最为成功的昆虫类群。口器是甲虫的取食器官,其结构在不同类群中有较大变化,对其变化特点和规律进行揭示,对于推断系统发育关系和进化具有重要理论意义。
本论文分总论和各论两大部分。总论包括口器国内外研究进展、胚胎发育、术语、食性、肌肉组成与活动、感受器和口器的系统学7章内容。第1章概括介绍了鞘翅目的分类地位和分类概况,总结了鞘翅目系统发育研究的概况,重点阐述了鞘翅目口器研究概况和口器在分类学上的应用与意义;第2章从胚胎发育的角度介绍了口器的形成过程;第3章为主要部分,首次以我国甲虫为研究对象,通过对其口器的比较形态学研究,对其各部分结构进行了详述,讨论了口器结构组成及其在不同类群中的变化和类型。口器的结构和类型与食性密切相关。第4章对甲虫的食性类型、以及与食物的关系进行了介绍,尤其阐明口器的有效活动决定甲虫的取食效果,而口器的运动与其肌肉组成密切相关。第5章分析了控制口器活动的有关肌肉组成,包括控制上唇、上颚、下颚和下唇活动的主要肌肉。甲虫的口器能准确的获取食物,口器上的化学感受器起着非常重要的作用;第6章对口器的电镜扫描图片进行了分析,对甲虫口器的化学感受器的数量、种类和分布进行了研究,发现甲虫口器上的化学感受器种类和数量十分丰富,尤其集中于下颚须和下唇须的端部,因甲虫种类不同、感受器的数量分布和食性选择均有异;第7章对口器系统发育学进行了研究,首次通过对口器的比较形态学研究和性状选取,采用支序分析的方法,重点分析了鞘翅目多食亚目Polyphaga和金龟总科Scarabaeoidea口器的系统发育关系。研究结果认为,将口器的形态特征用于分析多食亚目(Polyphaga)总科间的系统发育具有一定的局限性,而分析金龟总科的系统发育能初步反应其进化趋势。
各论部分依据标本,解剖了我国产2亚目、12总科、58科100种甲虫的口器结构,规范描述了每种的形态特征,绘制了近800幅有关的形态图和特征图。研究标本全部来自河北大学博物馆。
本学位论文的创新点有以下方面:
1、首次在国内以100种规模尝试研究甲虫口器形态学并推断其系统发育关系;
2、在世界甲虫口器形态学研究中新增100种,而且标本均来自我国;
3、在世界甲虫口器研究中新增加60种的口器感受器研究资料;
4、在国内首次依据口器特征,比较系统的研究了金龟总科的进化关系,阐述了其与食性的协同进化关系。