第一章昆虫的外部形态
第一节昆虫纲的特征
一、体躯的分节和分段
昆虫的身体是由一系列的体节（Somite）所组成。这些体节分别集合为三个体段，分别是头、胸和腹。组成头的体节已经愈合不能分了，而每个体节上的附肢（Appendage）则特化形成口器和触角。胸部三个体节分为前、中、后胸，这三节紧密相连，不能自由活动。每节各具一对附肢——足；腹部11节，其附肢大部分已退化，并且依不同类群保留了一些附肢。
二、体面和骨化区
昆虫的整个身体或每一个体节大体呈圆筒形，以肢基节为准，其上面为背面，下面为腹面，两侧着生肢基节的为侧面。成虫的体壁大多硬化，称为骨化（Sclerotization）。体壁的骨化不仅可以起到保护的作用，支撑身体，而且着生肌肉，是重要的运动机械。每个体节的骨化区为：背面的叫背板（Tergum），腹面的叫腹板(Sternum)，两侧的叫侧板(Pleuron)。这些骨板上常被褶和膜分割为许多块，相应的叫作背片(Tergite)、腹片(Sternite)和侧片(Pleurite)。
为了增强骨板的强度，同时也为了着生肌肉，在骨板上发生了一些皱褶，在表面上留下的褶叫沟(Suleus)。沟下的陷入叫内脊(Ridge)，向下伸达较长或分叉的叫作内突（Apodeme）。这些Ridge和Apodeme 构成内骨骼（Endoskeleton）。缝(Suture)是由两块骨片相接而留下的分界线。在昆虫中可能仅“外咽缝和后颊缝”两条，但也不是真正的缝。
三、分节方式
相邻的体节之间形成环状的凹褶（节间褶），可扭曲和伸缩身体，是与胚胎中的分节方式相一致，这种叫初生分节，其节叫初生节（Primary Segment）.因体壁骨化而产生的分节方式叫后生分节，其节叫后生节（Secondery Segment）,其以节间膜作为相邻体节的分界。
在后生节中，包含初生节中的节间褶，但节间褶已经骨化形成一条沟。在背板中，该沟叫前脊沟，内方叫前内脊，沟前骨片叫端背片（Acrotergiye），沟后叫主背片。端背片往往仅仅是一个窄条。腹面相对应的为端腹片和主腹片。在初生分节的体节上，其肌肉着生在节间褶上，当肌肉收缩时，整个体节向内收缩变短；在后生分节中，由于体壁已经强烈骨化，无法缩短，当肌肉收缩时，将节间褶特化而形成的前脊沟前的膜质部分向后拉，后节套入前届中，肌肉着生在前内脊上。
四、昆虫的附肢（Appendage）
节肢动物的名称是由其具有分节的附肢而来。原始的附肢是用于行走。在胚胎中，除头前叶和尾节外，均具有一对，但在发育过程中，一些消失了。在进化中，一些移作它用，例如触角、口器、生殖器等等。它们虽然同源，但不同功。因而形状差异极大。附肢是身体附器的一部分，很多附器不是附肢，例如：口器中的上唇、翅、复眼等等。
昆虫的附肢一般不超出7节，以足为例，从下向上依次为基节Coxa 、第一转节first trochanter、第二转节 Second trochanter、腿节 Femur、胫节Tibia、附节 Tarsurs和前附节Pretarsus；相当于甲壳纲动物的足的基肢节Coxopodite、底肢节 Basipodite、坐肢节 Ischiopodite、股肢节 Meropodite、胫肢节 Carpopodite 、跗肢节Propodite 和趾肢节Dactylopodite。每一节在基部都有控制各节活动的肌肉。每一节往往又分为许多亚节，如附节又分为1-5节，触角的鞭节可多达40节。
五、昆虫的体向
为了能够正确的描述昆虫特征，尤其是新种描述，因而有必要介绍一下体向：以朝向某一方向，将体向分为头向、尾向、中向、左向、右向、背向和腹向在描述昆虫的某一器官或部位时常用到：基部—以靠近虫体的部分为基部，相反，远离的部分叫端部。胸部各节用头向，以靠近头为端来描述前、中、后胸。鞘翅目的翅则以尾向，靠近前胸为基；小盾片也用尾向。各种器官以与体躯纵轴比较接近的一边为内叫内边，远离的一边叫外边。例如直翅目的听器、天牛的胫节沟，以及哪一边具刺等等。当附器与体轴垂直时，靠近头的一边为前缘，远离的一边叫后缘，如翅的前缘和后缘。
第二节昆虫的头部
头部（head）是昆虫体躯最前面的一个体段，由几个体节愈合而成，形成一个外壁坚硬的头壳，并与可收缩的颈与胸部相连。上面着生有感觉和取食的器官：一对触角、一对复眼、单眼和口器。因此昆虫的头部是感觉和取食的中心。
一、头部的分节及附肢
头部作为一个体段，在进化中是由数节愈合而成，虽然现在从外观已无法看出分节的痕迹。按照生物发生律（Haeckel law of recapitulation）:一个物种在历史发展和演化过程中，单系群中的各个特征，常在个体发育过程中，按照时间顺序得到反映。在历史上出现较早的祖先特征常出现在个体发育的早期，例如人类的进化可以从人的胚胎中得到反映。学者们从胚胎学中，从比较解剖学中寻找证据。大多数学者比较支持头部是由六体节愈合而成。除最前端的原头外（或者叫作头前叶，因其无附肢，故不是一个体节），分别是触角前节、触角节、上颚前节，分别具有前、中和后脑；上颚节、下颚节和下唇，分别具有各自的神经节。在进化中，这3个神经节愈合形成咽下神经节。触角节的附肢为触角，上颚前节附肢仅存在于胚胎中。后3节各自有附肢，并进化为口器。
另一观点为四节学说：即在原始状态，体节之前，有很大的头前叶，此节不是体节，其上着生眼和触角，具有前、中脑。第一体节相当于上颚前节，具有后脑，是由虫体的腹面移至背面而与头前叶愈合，而形成第一体节。因此其神经绕过消化道位于背面，其上的触角不是附肢，其后3节同6节学说。近年来的研究多支持6节学说，因此头部的附肢为触角、上颚、下颚和下唇。
二、昆虫头壳的构造
头部有很多次生的沟槽，在头部内方形成很多内脊，以着生肌肉和增加头壳的强度。表面的沟被用来进行头部的划分。
（一）、蜕裂缝和沟
在头部中央据具一Y字形的纹，尤其在幼虫阶段，是蜕皮时裂开的位置。中央的叫冠缝，两侧的叫额缝。蜕裂缝应叫线，它即不是缝，又不是沟，是外表皮不发达，体壁薄，颜色淡。因此容易裂开，蜕裂线在幼虫分类中，在识别种类中非常有用。头部具有以下沟：
1、额唇基沟(Frontoclypeal Sulcus) 是额与唇基的分界线，该沟又叫口上沟。
2、额颊沟(Frontogenal Sulcus)是从复眼或触角向下延伸的一条沟，是额与颊的分界线，此沟重要在直翅目中存在。
3、颅中沟(Epicranial Sulcus)重要存在于幼虫中，位于冠缝外，但色深，常超出额、冠缝交界处。
4、围眼沟 (Ocular Sulcus)围绕复眼四周，其内脊叫眼膈，起支持和保护复眼的作用。
5、后头沟(Occipital Sulcus)是头后方一大半圆形的沟，下方伸达上颚后关节。
6、此后头沟(Posyoccipital Sulcus)是后头沟后方的一条拱形的沟。
7、颊下沟 (Subgenal Sulcus)是由额唇基伸向后头沟的一条沟。
（二）、分区
1、额 Frons：位于头的正面，额缝之下，额颊沟之间，口上沟之上，其上着生单眼。
2、唇基 Clypeus：位于口上沟之下和上唇之间。有的昆虫如鳞翅目幼虫，其上具一唇基沟（ Clypeas sulcus），将其分为前唇基（ Anteclypeus）和后唇基（ Postclypeus）。额区与唇基区合称额唇基区（ Frontocylpeus area）
3、头顶 Vertex ：位于额之上，两复眼之间，也叫颅顶。
4、颊区：颊（Gena）位于额颊沟和后头沟之间，复眼之下，颊下沟之上，在头的两侧面。
5、颊下区Subgenal area：是在颊下沟之下的一条狭小的骨片，位于两侧的叫口侧片（Pleurostoma），位于上颚后头的叫口后区（ Hypostoma ）
6、后头区 Occipital area：位于后头沟与次后头沟之间。
7、次后头区 Postocciput area：是在后头区后方围绕头孔的拱形骨片。
（三）、头部的内骨骼
为了加强头部的强度和着生肌肉，头部除了由沟向内形成的内脊外，还有突出的内突而形成的幕骨Tentorium ，其有两对内突形成。一条由口上沟两侧下端的内陷形成幕骨前臂，其上在很多昆虫各着生一对幕骨背臂Dorsal tentorial arms,可伸至触角基部，第二条是由次后头沟下端内陷而成的幕骨后臂 Posterior arms (Anterior arms) ，两后臂常相连形成板状，并与前臂相连的幕骨桥Tentorial bridge。幕骨在不同的昆虫中是有变化的。
三、头式及其适应
作为取食中心，昆虫的头部的结构常随取食方法的不同而呈现一些变化，最常见的为头式，一些书中也称口式。它是以头部纵轴与身体纵轴的角度来分类的。
1、下口式：
口器向下，头与身体呈直角，此类口器多为植食性昆虫，是一类比较原始的取食方式。
2、前口式
头与身体呈钝角或平行，此类口器多为捕食性与钻蛀性、掘穴性的昆虫，如步甲、蝼蛄、天牛、吉丁甲等的幼虫，但后者的成虫仍为下口式。
3、后口式
头与身体呈锐角，多见于一些刺吸式口器的昆虫。当不取食时，后伸或纳入腹面的槽中，起保护作用。另外一些直翅目（蚂蚱、负蝗）、鞘翅目昆虫也为此类口器。
头部变化最常发生的地方是额唇基区和后头区。例如象甲的额区伸长呈象鼻状。后头重要是外咽片等骨片的扩延相连，在个别类群昆虫的分类中用到。
四、头部的感觉器官
（一）、触角Antenna
昆虫除原尾目、和一些双翅目、寄生性膜翅目的幼虫其触角退化外，均具一对触角。触角着生在额的两侧触角窝中，其上生有各种感觉器官，具有触觉和嗅觉的功能，以利于寻找食物和配偶，是昆虫接受信息的主要器官。蜜蜂雄蜂每根触角有30000个感觉器。触角的基本构造分为3个节：
柄节Scape：为基部的一节，一般粗壮，其内着生有肌肉，可以自由活动。触角的活动主要由此节来决定。柄节上一般没有感觉器，其变化也很小。
梗节Pedicel:为触角的第二节，一般细小，其内着生有起源于柄节的肌肉，着生在梗节的基部。有的种类有感觉器，例如在蚊子的雄虫中生有琼氏登器（Johnston Organ），这是听觉器官中，感觉最敏锐的一种。
鞭节Flagellum:为第二节后的各节，常由1-数十节组成。例如蚜茧蜂有40节。鞭节除无翅亚纲中的弹尾目和双尾目着生有肌肉外，均无肌肉。因此，鞭节的活动主要为被动的。
鞭节是触角中行使感觉作用的主要部分，主要是嗅觉作用，其次为触觉作用。鞭节在雌雄中往往有明显的差异。例如金龟甲、蚊子、蛾类、芫菁等。小蜂的雄虫鞭节十分发达、长大，用于接收由雌虫传来的雌性激素，用于发现配偶。
很多昆虫能感知几公里外雌虫存在，每立方米空气中仅几个分子，即能激发起感觉电位的发生。
触角除感觉功能外，还有一些其他的作用。例如，云斑鳃金龟的雄虫触角发声，象蟋蟀一样，用于招引雌虫；水龟虫用于呼吸等。
触角鞭节的形态变化形成了不同的类型，常见的有：
1、丝状：呈线状，各节形状相同，如在螽斯、蟋蟀、雌蛾中。
2、念珠状：鞭节各节形如圆珠，如白蚁。
3、棍棒状或球杆状：端部数节膨大，如蝶：有的呈棒状，如弄蝶，有的呈球状。
4、锯齿状：鞭节向一侧突出，如锯条一样，如芫菁、雌豆象。
5、栉齿状：突出长大，象梳子一样，如雄豆象。锯齿状和栉齿状这两种没有明显的区别界限。
6、双栉齿状或羽毛状：其向两侧突出，呈细枝状，象羽毛。如许多蛾子的雄虫。
7、锤状：见于瓢虫等科。其端部数节膨大，其他各节较短，呈锤状。
8、鳃叶状：端部3-7节扩展呈片状，可以开合，如同鱼鳃，如金龟甲类。
9、膝状：柄节长，梗节短。由梗节开始弯曲呈膝状。如蚁、蜂和象鼻虫等。
10、环毛状：鞭节环生长毛，如雄蚊类。
11、刚毛状：鞭节1至数节极小。如蝉、蜻蜓。
12、具芒状：鞭节仅一节极大，其上生有一根刚毛，如蝇类。家蝇与寄蝇相区别的一个重要特征即在芒上。
触角变化很大，许多昆虫在描述时，不如上述称之为柄节、梗节和鞭节，而是从基部依次为1、2、3等。还有许多昆虫有其他的叫法，例如在蚜虫中。在小蜂中，鞭节再分为：1-2节小形，叫环节，其后数节叫索节：末端3节膨大叫棒节。触角是一个很重要的分类以及识别种类的特征。
（二）、复眼Compound eye:
昆虫具有一对复眼，位于头两侧的上方。有些昆虫，每侧的复眼常一分为二，如离眼天牛属。复眼由许许多多小眼面组成，每一小眼一般呈六角形，独立成像，而由众多小眼面共同组成一幅完整的画面。复眼用于感知物体的形状。不同的昆虫，复眼的小眼面数量、大小、形状等各不相同，多者可达数万个，如家蝇为4000个、蛾蝶类为1.2-1.7万个、蜻蜓可达2.8万个、但也有的昆虫复眼的小眼面数量很少，如雄性蚧类的复眼，仅由数个小眼面组成。
复眼的变化常用来区别雌雄，识别种类，在蜂与蝇类中，其复眼雄虫大，而雌虫小。在蕈蚊与间眼蕈蚊中，其区别在于其复眼是相连还是相离。
（三）、单眼 Ocellus:
单眼分背单眼和侧单眼两种。
背单眼为一般成虫和不完全变态的幼虫所有：0-3个，位于额区上方两复眼之间，每一单眼仅一个小眼面，主要用于感知光质、光强和方向，不能成像与判别物体。
侧单眼为完全变态的幼虫所具有：1-7对，位于头部的两侧下缘。因为此类幼虫无复眼，故其反应迟钝，同时用晃动头部来感知物体的形状。例如膜翅目叶蜂侧单眼仅一对，鳞翅目多具6对，常弧形排列。
昆虫对物体形象的分辨能力，一般只是近距离的物体。
昆虫对紫外线光波感受能力强，所以黑光灯具有强大的诱虫能力。
复习题：
1、昆虫头部具有哪些附属器官？
2、头式具有哪几种？
3、触角的基本构造中肌肉着生在哪一节？感觉器官主要着生在哪一节？
4、试列举6种触角类型——代表昆虫，并讲明其特化情况。
5、复眼、单眼着生在哪些部位？各自作用？
五、口器 Mouthparts
口器也叫取食器（Feeding apparatus）。昆虫的口器种类很多，但可分为3种基本类型：咀嚼式—用于取食固体食物；吸收式—将液体食物吸入消化道。此类口器包括多种类型；嚼吸式—咀嚼和吸收兼备。
（一）、咀嚼式口器 Chewing mouthparts
这是口器中较原始的类型，其他口器均由此演化而来。它由以下5个部分组成：
1、上唇 Labrum Mandibles
是连接在唇基前缘的一个双层的薄片，它覆盖在上颚的前面。它的反面为膜质，具有许多感觉器，叫内唇。内唇在蛴螬的识别中是一个重要的器官。
2、上颚Mandibles
上颚由头部的第二对附肢演化而来，位于左右。上颚前部具齿，用以切断食物，叫切齿叶（Incisor lobe）；后部粗糙，用以磨碎食物，叫臼齿叶（Molar lobe）。上颚是咀嚼食物的主要器官。
3、下颚 Maxillae
下颚是由头部的第三对附肢演化而来，位于上颚之后。下颚可再分为5节：轴节Cardo：相当于足的基节，是一三角形的骨片，其上的关节突与头壳的侧下方相连。
茎节 Stipes：是连接在轴节端部的长方形骨片。轴节与茎节以膜相连，可以自由活动。
外颚叶 Galea：又叫盔节。呈匙状，为一较软的宽叶状，位于外侧。
内颚叶 Lacinia ：又叫叶节，位于内侧，较为骨化。其端部细而具齿。外颚叶与内颚叶用于协助上颚刮切食物，把握食物，帮助进食。
下颚须Maxillae palpus：位于茎节的外侧，一般为5节，为一感觉器官，具嗅觉和味觉功能。下颚须以负颚须节与茎节相连。
4、下唇Labium：
为头部的第四对附肢演化而来，与下颚相同。但已经左右愈合。下唇也可分为5个部分：
后颏 Postmenyum：相当与轴节，与后头孔相连。它又常再分为后端的亚颏（Submentum）和前端的颏（ Mentum）。
前颏 Prementum：相当于茎节。
侧唇舌 Paraglossa：为一两侧宽大的叶状构造，相当于外颚叶。
中唇舌 Glossa：中央极小的叶状构造，相当于内颚叶。唇舌在很多昆虫中发生特化，如蜜蜂等。
下唇须 Labialpalpus：一般为3节。很多昆虫的下唇须非常发达，如在蛾类，其是很重要的分类器官。
下唇的作用是托挡食物，下唇须是一个感觉器官。
5、舌Hypopharynx ：
舌是头部颚节区腹面体壁扩展出来的袋状构造，位于下唇的前方。真正的口位于唇基的基部与舌之间。
幼虫口器：
农业上的害虫，多数是以幼虫造成为害。幼虫口器类似于咀嚼式口器，其上唇与上颚仍然保留原始状态，作用也相同。其下颚、下唇与舌共同组成一个复合体，两侧为下颚，它的下颚须发达；中央为下唇与舌。复合体已很难区分出各是哪一部分了，但下颚须和下唇须明显可见，端部具一吐丝器。叶蜂类的口器与上颚相同，但仅具吐丝器开口，而无突出的吐丝器。
（二）、吸收式口器
1、刺吸式口器Piercing-sucking mouthparts
刺吸式口器是咀嚼式口器的特化。其上唇。下颚特化为口针(Stylets)；下唇延长特化为一保护性、支持性的喙（Rostrum）；真正的口形成具有抽吸机构的食窦（Cibarium ）。
刺吸式口器的唇基发达，并再分为前部的前唇基和后部的后唇基（其常被误认为是口针）。唇基两侧外方是相当于颊的下颚叶。在唇基与下颚叶之间是一条形的舌侧叶，它是由舌扩展而来。上唇是覆盖在喙基部的一个三角形小片。在蝽中很长，象口针一样。上颚特化成一对较粗，且端部具有倒齿，用于刺入组织中的口针。上颚口针包在下颚口针外面。下颚除内颚叶外均已退化消失。内颚叶特化为一对口针。两下颚口针合并形成两条细管，粗的为食物管，细的为唾液管。两口针嵌合紧密，极难将其分开。下唇由前颏形成三节的喙，用于包藏和支持口针，其他部分均以退化消失。舌与口的头前壁等共同组成一个抽吸机构。
刺吸植物的过程：首先由两上颚口针交替插入，并由端部的倒刺固定。下颚口针随之插入。插入后，由下颚口针的唾液管注入唾液。食物由食物管吸入。大多数刺吸式口器的昆虫是由食窦唧筒和咽喉唧筒构成一抽吸机构，而微小的昆虫，如蚜虫、蚧类等则主要靠植物体中的压力和毛细管作用。
蚊子的口器：
其下唇仍然组成喙，但口针共6根，分别为：上唇，上、下颚（下颚具下颚须）和舌组成。雄性的蚊子，其舌与上颚口针或下颚口针退化，故而不能吸血。
蚤类的口针：
有3根口针，一根是由内唇演化而来，一对是由下颚中的内颚叶演化而来。当取食时，三者合并构成食道，在下颚后部有一小管为唾液管。下颚中的外颚叶呈三角形薄片，盖在两侧。下唇退化，但须发达。两须内侧具凹槽，起喙的作用。
虱口器：
由3根口针组成，分别为下唇、舌以及由口前内壁唾液管基部延长特化而来。上下颚均已退化消失。上唇呈鼻状，内侧具齿，用以固定口器，起到喙的作用。
刺吸式口器对植物造成的危害主要为3个方面：1）直接为害；2）唾液中含有毒素，对植物造成伤害；3）传播病毒。
2、锉吸式口器——蓟马口器：