第九讲 环保昆虫与科研昆虫 环保昆虫 环境昆虫是指能清除腐植质垃圾及动物尸体的腐食性及肉食性昆虫这类昆 虫约占昆虫种类的 17.3%昆虫还能与微生物互相配合，把污染环境的动、植物 尸体及残枝落叶分解成简单的物质，变成有机肥料，再供给植物吸收利用很难 想象，在地球上若没有这些“清扫工”，世界会变成什么样子！蜣螂就是它们中 的杰出代表一、腐食性昆虫，清洁能手 腐蚀性昆虫种类甚多，弹尾目以腐殖质为其主要食物，是在阴暗潮湿的森林 土表枯枝落叶下种类丰富，虫口密度高双尾目与弹尾目生活习性相似，喜欢阴 暗潮湿，栖息在枯枝落叶下、倒木及腐烂的树木中，常与弹尾目昆虫混杂分布， 以动植物的腐败物质为食弹尾目通称跳虫或弹尾虫，是属于内口纲的小型节 肢动物，以往曾被列入昆虫纲的无翅亚纲，现在通常与另外两个原本属于昆虫纲 的原尾目及双尾目合并为内口纲而内口纲虽然与昆虫类似，但不再列入昆虫 类缨尾目的石蛃多栖息于热带阴暗潮湿的森林的枯枝落叶中，以腐败的高等动 植物、藻类、地衣、苔藓、菌类为食而衣鱼类的部分种类喜爱温暖的土壤中， 或腐木、枯枝落叶等处，以植物残枝落叶为食等翅目的白蚁类栖息于野外的种类，在热带亚热带森林、草地中，以枯枝落 叶、伐后的树头、树根和活树的老死树皮根、枯草为食，为地表的物质转化和循 环起着重要作用，与土栖环节动物蚯蚓同时进行着异曲同工的表演。
纺足目以枯死或腐烂的植物质及菌类为其主要食料 革翅目属夜行昆虫，日间栖息在土壤、树皮杂草中，球螋亚非科的许多种类 腐蚀性，以枯死腐烂的植物尸体为食鞘翅目的金龟总科的侧气门系多数科及隐翅虫科，阎甲科等多属腐食性 双翅目的毛蚊科和鼓翅蝇科的幼虫取食腐败的动植物或粪便，丽蝇科多数种 类幼虫为尸食性和粪食性、蝇科、食蚜蝇科的迷蚜蝇亚科大多数种类属腐食性， 少数种类取食粪便二、粪食性昆虫，清粪功臣 当你漫步乡间小道或到牧区游览时，常可发现滚动着的粪球仔细瞧瞧，原 来是两只昆虫在搬运“宝贝”--充饥的粮食它们的行为十分奇持，一只在前头 拉，一只在后面推，这一拉一推，粪球就向前方慢慢滚动原来这是一对夫妻 通常雌虫在前，雄虫在后，配合默契，那种情景，的确十分有趣这种灵巧滑稽 的小昆虫，就是通常所说的蜣螂或屎克螂，也有称它为粪金龟或牛屎龟的蜣螂体黑色或黑褐色，大中型昆虫前足为开掘足，后足靠近腹部末端，距 离中足较远，后足胫节有一个端距触角鳃叶状，锤状部多毛，小盾片看不见 鞘翅将腹部气门完全盖住完全变态，夜出性，但推粪球是在白天进行穴居地 下（洞穴）生活蜣螂能把大堆的牛粪做成小圆球，然后一个个推向预先挖掘好的 洞穴中贮藏，慢慢享用。
因为圆形在地面滚动时省力，运回巢穴比较容易雌蜣 螂把卵产在粪球里，卵孵化后，出世的小蜣螂立刻就可以得到食物吃这是蜣螂 对它的子女母爱的表现它宁愿自己付出辛劳，使子女出世后不必再东奔西跑为 找食而辛苦然而在蜣螂的同类中，也隐藏着一些懒汉和无赖，它们不好好劳动，常常伺 机在半路上去抢夺滚动着的粪球，妄图占为已有，双方为此展开一场搏斗若是 “强盗”获胜，不但掠走粪球，连别人的“妻子”也一起掳走，这些无赖实在可 恶! 蜣螂的这种推粪的习性使它成为大自然勤劳的清道夫我国常见的有神农蜣 螂，蜣螂等清粪功臣澳大利亚畜牧业极其发达，是世界养牛王国，由此而造成大量牛粪堆积如山， 既毁坏了大批草地，又滋生了大量带菌的苍蝇，传染疾病，造成灾难而澳洲本 地的蜣螂只会清除袋鼠的粪便为此澳政府派出专家到世界各国去寻觅能除牛粪 的蜣螂1979 年，一位昆虫学家来到中国求助，在我国引去了中国特有品种 -- 神农蜣螂此虫一到澳大利亚，立即投人战斗，在清除牛粪中大显身手，战果辉 煌，一举成功，为当地人民作出了贡献三、尸食性昆虫，清尸能手鞘翅目埋葬甲科的成虫和幼虫多为尸食性，闻到动物尸体味道便聚集到尸体 处，以其有开掘功能的前足挖土掩埋尸体，以供食用；如遇大型动物尸体，则常 群栖在大动物尸体中取食，把它们转化成在生态系统中更容易进行循环的物质， 像是自然界里的清道夫，起着净化自然环境的作用。
这类昆虫对田园的清洁和增 加土壤肥力作用很大我国常见的葬甲有四斑葬甲、花葬甲、大扁葬甲 四、环保上的应用环保昆虫主要是指利用昆虫解决环境污染，主要是家畜粪便污染环境的问 题我国对环保昆虫的研究很少，还未见较为成功的利用报导世界上，澳大利 亚用粪金龟和蜣螂解决牧场污染，减少畜牧疾病的成功事例科研昆虫科研昆虫指专门用于科学研究的昆虫，这些昆虫一般具有容易饲养，生活史 短的特点如：果蝇,在遗传学中一直被作为研究材料； 家蝇、吸血蝽蟓作为研 究材料，导致了营养、毒理、内分泌学等方面的重大进展；萤火虫体内含有的荧 光素酶是测定 ATP 的灵敏试剂，国内外已提取应用；蜻蜓、蝗虫是仿生学研究对 象；目前用于农药生物测定的试虫也可称为科研材料昆虫，如：蚊子、家蝇、蟑 螂、玉米螟、粘虫、小菜蛾、菜青虫等等一、果蝇——打开生命科学之门的金钥匙作为实验动物，果蝇有很多优点首先是饲养容易，用一只牛奶瓶，放一些 捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇第二是繁殖快，在25°C左右温 度下十天左右就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只孟德尔以豌豆为实验 材料，一年才种植一代摩尔根最初以小鼠和鸽子为实验动物研究遗传学，效果 也不理想。
后来经人介绍，摩尔根于 1908 年开始饲养果蝇果蝇只有四对染色 体，数量少而且形状有明显差别；果蝇性状变异很多，比如眼睛的颜色、翅膀的 形状等性状都有多种变异，这些特点对遗传学研究也有很大好处对于这些有利 的特点，摩尔根也不是一下子都认识清楚了的，而是后来在研究工作中逐渐体会 到的 由于摩尔根的实验室中饲养了很多果蝇，研究人员整天在侍候果蝇、观 察研究果蝇，所以人称他领导的实验室为“蝇室”在摩尔根的领导之下，这个 “蝇室”成了全世界的遗传学研究中心他们的研究成果为全世界遗传学界所注 目，他们写出的论文和著作是全世界遗传学家的必读书和重要参考文献这个 “蝇室”还培养出了许多著名遗传学家以前苏联的李森科为代表的一些人，曾大肆攻击摩尔根学派以果蝇为主要研 究对象是毫无实际意义，是不关心国计民生事实已经证明这种攻击是站不住脚 的从果蝇身上发现的遗传规律，对其它动植物、对人类也同样适用理论上有 了重要发展，在实践上也必将有重要意义研究价值在 20 世纪生命科学发展的历史长河中，果蝇扮演了十分重要的角色，是十 分活跃的模型生物遗传学的研究、发育的基因调控的研究、各类神经疾病的研 究、帕金森氏病、老年痴呆症、药物成瘾和酒精中毒、衰老与长寿、学习记忆与 某些认知行为的研究等都有果蝇的“身影”。
果蝇以发酵烂水果上的酵母为食，广泛分布于世界各温带地区果蝇具有生 活周期短、容易饲养、繁殖力强、染色体数目少而易于观察等特点，因而是遗传 学研究的最佳材料自从1908 年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研 究的历史舞台，约在此后 30年的时间中，果蝇成为经典遗传学的“主角”科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律，而且发现了果蝇白眼突变的性连锁遗 传，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律摩尔根 1933年因此被 授予诺贝尔奖 1946 年，摩尔根的学生，被誉为“果蝇的突变大师”的米勒， 证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍，因而成为诺贝尔奖获得者在近代发育生物学研究领域中，果蝇的发生遗传学独领风骚 1995 年，诺 贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家果蝇为进一步阐明基因－ 神经（脑）－行为之间关系的研究提供了理想的动物模型果蝇是“培养”诺贝 尔奖得主的小昆虫专家认为，近一个世纪以来，果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰 富的资料人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解作为经典 的模式生物，果蝇在 21 世纪的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用转基因果蝇转基因果蝇出世：可用激光照射遥控不再是电子产品的专利，科学家新培育 出一种转基因果蝇，可以用激光照射来遥控它们的行为，让懒散的果蝇活动起来， 开始爬行、跳跃或飞走。
有关论文发表在最新一期的《细胞》杂志上虽然遥控 这种果蝇还不能像开遥控汽车那样方便，但有关方法对研究动物的神经和行为有 着重要意义以前，科学家在研究动物行为的神经基础时，一般用电极刺激神经 等方法但这些方法是侵入性的，可能妨碍动物的行动甚至使其瘫痪，而且电极 也不可能接触到整个神经系统里的每个神经元连锁与交换定律各种生物染色体的数量是不多的，例如果蝇是 4 对染色体，豌豆是 7 对，玉 米是10 对，人也只有 23 对但是，每种生物基因的数量要比其染色体数量多得 多既然基因是存在于染色体上，那么每条染色体上肯定不只有一个基因，而是 有许多个好多人都从理论上做出了这种推测，但是拿不出实验证据，他们根本 无法确定某种生物的哪个基因是存在于它的哪一条染色体上自然科学讲究实 证，没有证据时理论是不能得到承认的，至多算是一种合理的假设 第一个拿 出这种证据的是摩尔根，证据来自对果蝇的研究果蝇有效检测室内空气污染 中国科学家最近发现，小果蝇对危害人类健康的家居装饰材料所散发的有毒 气体非常敏感，这种有毒气体一般被称为“隐形杀手”作为一种真核多细胞昆虫，果蝇有类似哺乳动物的生理功能和代谢系统，对 空气质量非常敏感。
通过李曙光（上海同济大学基础医学院院长）科学家的一个 有趣的实验，我们发现果蝇的异常表现能反应室内空气污染在实验中，在一个 10 平米的新电表房设置五组果蝇，适应各种装修材料甲 醛，苯，氨和氡每组设两点，分别是 0.5 米（人体躺下来的高度）和 1.7 米（人 体站着的高度）每一个点，科学家放 40 种果蝇来检测空气污染度实验结果表明，800 个果蝇的平均寿命从正常的 50 天到25 天左右，缩短了 一半这些死亡的果蝇数在每一个测试点几乎是相同的这表明，由于不健康 的配件，整个房间的空气中充满了有毒气体如果进入了这样的房间，人的健康 就会受损李曙光开始进一步研究受污染空气影响的果蝇的各种生物指标，希望通过果 蝇对空气污染敏感的有效途径找到线索 ,来减少室内空气污染对人体健康的危 害也许我们可以通过模仿生理机制开发新产品监测室内空气质量”李曙光 说目前，对人类健康的威胁，室内空气污染已列十强之一这些有毒物质主要 是不合格家居装饰材料所排放，其在中国污染原因年度报告上的死亡人数已愈 111000 人二、蜻蜓蜓科的昆虫常在黄昏时出来捕食蚊类、小型蛾类、叶蝉等，是重要的益虫 蜻蜓的飞行速度十分惊人，它每秒能飞 5-10 米，高速冲刺时飞行能达到每秒几 十米，可以连续飞行 1 小时不停不休息，蜻蜓是肉食性昆虫，它喜欢捉较大型的 昆虫，它总是在空中边飞边捕捉昆虫，它快速飞行的时候把脚折叠起来缩在胸部 的下面，等到快要捕捉昆虫时，就把脚伸开张成箩状，它的脚上长满了刺，被它 捉住的小昆虫很难再逃跑，它捉到小昆虫大部分都是边飞边吃掉的。
蜻蜓身体外形像一架灵活的小飞机，它有两对平展透明的翅膀，好似飞机的 机翼，它那挺直修长的后腹，犹如飞机的机身，这种体形很适合飞行，最快时每 小时能飞 100 多千米，蜻蜓不仅飞得快，飞得高，而且能飞出许多高难度的飞 行动作，随心所欲全世界的蜻蜓有4500 多种，分为两大类，一类叫蜻蜓，停 息时翅膀向两侧平展，另一类叫豆娘，翅膀竖立在背上蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产 生的涡流来使自己上升蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向 后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时此外，蜻蜒的飞行行为简 单，仅靠两对翅膀不停地拍打科学家据此结构基础研制成功了直升飞机飞机 在高速飞行时，常。