灰茶尺蠖成虫复眼的超微结构及其明暗适应中的变化

【目的】明确灰茶尺蠖Ectropis grisescens成虫复眼的超微结构及其明暗适应中的变化,探究其调光机制。【方法】采用超景深显微镜测定了灰茶尺蠖成虫复眼的小眼数量、间角、直径和曲率半径等外部参数,并通过组织切片、光学显微镜和透射电子显微镜等技术观察了复眼的内部超微结构;通过光学显微镜观察了灰茶尺蠖成虫复眼在明暗环境中分别适应2 h后晶锥结构及色素颗粒的位置变化。【结果】灰茶尺蠖成虫复眼呈半球形,雌、雄虫单个复眼分别有2 502±105和3 123±78个小眼。小眼自远端至近端由角膜、晶锥、透明区构成的屈光层和由15个视网膜细胞构成的感光层组成。2个初级色素细胞包裹着晶锥,自角膜近端延伸至视网膜细胞核区的远端;每个小眼外围由6个次级色素细胞围绕,自角膜近端延伸至基膜;在透明区内14个视网膜细胞聚集成束(非感杆束),远端与晶锥束末端连接,在感光层内形成闭合型感杆束,延伸至第15个视网膜细胞(基部视网膜细胞)。在明暗适应时,灰茶尺蠖复眼的晶锥细胞间出现开闭,色素颗粒进行纵向位移,以适应外界的光强度的变化。【结论】灰茶尺蠖成虫复眼属于重叠像眼,感杆束为“14+1”模式;屏蔽色素颗粒的移...     

南五台蝎蛉成虫复眼的超微结构

采用扫描电镜和组织切片法,观察南五台蝎蛉Panorpa nanwutaina Chou成虫复眼的超微结构。南五台蝎蛉复眼近半椭球形,包括1500～1600个小眼。小眼表面光滑,由角膜、晶体、2个初级和12个次级色素细胞、视杆、以及基膜组成。角膜为多层片状纤维结构;晶体含有4个晶锥细胞;视杆由若干个视网膜细胞组成。晶体、视杆周围、和色素细胞内含有大量的色素颗粒,基膜两侧也有色素颗粒分布。南五台蝎蛉的复眼属于并列像眼。与普通蝎蛉P.communis L.小眼的次级色素细胞数目不同。讨论了南五台蝎蛉角膜的功能以及感觉毛和次级色素细胞在分类中的作用。     

亲土苔蛾成虫复眼超微结构

【目的】重叠型眼在昆虫复眼演化中起着重要作用。本研究旨在阐明夜出型亲土苔蛾Manulea affineola复眼类型及结构特征,以期填补灯蛾亚科昆虫复眼研究的空白,扩充夜出型昆虫复眼的特征数据,为探讨重叠型眼的变异趋势及复眼演化提供依据。【方法】运用光学和透射电子显微技术观察亲土苔蛾成虫复眼的超微结构。【结果】亲土苔蛾成虫复眼具有一个透明区,由6个次级色素细胞的透明胞质构成。小眼具8个视网膜细胞,其中1个视网膜细胞较短,仅位于小眼基部。在透明区内,7个视网膜细胞聚集成一束,其远端与晶体束末端相接,但并不形成视杆。在透明区下方,这7个视网膜细胞形成一个中心融合的视杆。在复眼背缘区的小眼的视杆具有近似矩形的横截面,而其余小眼的视杆具多分支状截面。【结论】亲土苔蛾成虫复眼属于重叠型眼;复眼背缘区的矩形视杆很可能与昆虫的偏振敏感性有关。     

黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus De Geer的复眼结构及其调光机制

【目的】观察研究黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus De Geer成虫复眼形态、小眼结构和不同光暗条件对小眼结构的影响,以明确其光视觉的结构基础和调光机制。【方法】利用组织切片法和扫描电镜等技术。【结果】1.复眼位于头部两侧,正面观呈半球形,占据除额颜外大部分头部。雄虫与雌虫单个复眼分别有约7 180个、7 230个小眼。各小眼面呈整齐排列的规则六边形。2.小眼由角膜及伪晶锥组成的屈光器、不同水平面分布的8个小网膜细胞及其特化形成的离散型视杆、屏蔽色素细胞和基膜等组成。小眼自远端至近端由主色素细胞和12个附属色素细胞围绕。3.随光暗条件的改变小眼内的附属色素细胞色素和基细胞细胞核沿小眼纵轴移动。光适应时,附属色素细胞色素颗粒沿小眼纵轴均匀分布,基细胞细胞核位于基膜上方。暗适应时,附属色素细胞色素颗粒向伪晶锥近端压缩,基细胞细胞核亦向远端移动,到达视杆中段。【结论】黑带食蚜蝇复眼精密的小眼排列形式和内部结构均显示了其强大的生理功能;屏蔽色素颗粒的移动是其复眼适应外界光环境变化的重要机制。本试验为进一步探究黑带食蚜蝇视觉结构和光调节机制,以及与其飞行行为间的关系提供了一定的理论基础。     

大双角蝎蛉幼虫复眼超微结构及其在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义

【目的】长翅目(Mecoptera)是全变态类昆虫中唯一在幼虫期具有复眼而无侧单眼的类群,是研究昆虫复眼与侧单眼之间演化关系的理想材料。本研究旨在阐明长翅目幼虫复眼的结构特征,为探讨长翅目幼虫复眼与其他全变态类幼虫侧单眼之间的进化关系提供依据。【方法】本研究运用光学显微镜、扫描和透射电子显微镜技术观察了蝎蛉科(Panorpidae)大双角蝎蛉Dicerapanorpa magna(Chou)幼虫复眼的超微结构,并依据其结构特征对长翅目幼虫复眼在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义进行了探讨。【结果】结果表明,大双角蝎蛉幼虫复眼属于并列像眼,由50多个小眼组成。小眼由1个角膜、1个晶体、8个视网膜细胞、2个初级色素细胞和数个次级色素细胞等组成。视网膜细胞分为4个远端细胞和4个近端细胞。远端视网膜细胞的视小杆向上延伸包裹着晶体的基部,使视杆末端呈漏斗状。【结论】分层的视网膜细胞和漏斗状的视杆很可能是长翅目幼虫复眼的共有祖征。这两个特征不存在于长翅目成虫复眼中,但存在于许多渐变态类昆虫中。由此推测,长翅目幼虫复眼可能与渐变态类昆虫的复眼存在同源关系。我们认为,长翅目幼虫独有的复眼很可能是全变态类昆虫的祖征,其他全变态类幼虫的侧单眼可能是由复眼演化来的。     

大草蛉成虫复眼的外部形态及其显微结构

用扫描电镜和光学显微镜观察了大草蛉Chrysopa pallens Ramber成虫复眼的外部形态及明、暗适应和性别对其显微结构的影响。结果发现：（1）其复眼呈半球形,位于头部两侧,略成“八”字形排列,单个复眼约由3 600个小眼组成,最前和最后小眼之间的夹角约为180°,最上和最下小眼之间的夹角约200°;（2）小眼主要由角膜、晶锥和6～8个小网膜细胞、基膜组成,外围环绕有2个初级虹膜色素细胞和6个次级虹膜色素细胞,基膜处有色素颗粒分布;（3）暗适应时,晶锥开裂程度较大,远端5～7个网膜细胞核向远端移动,与晶锥近端相接或接近,次级虹膜色素颗粒亦向远端移动包围晶锥;明适应时,晶锥开裂程度小或闭合,远端网膜细胞核向近端移动,透明带显现,大部分次级虹膜色素颗粒亦向近端移动分布在小网膜细胞柱周围,包被透明带;（4）在相同的明、暗适应下,雌、雄成虫复眼的显微结构无明显差异。结果表明大草蛉复眼为透明带明显的重叠象眼,其小眼不但具有次级虹膜色素颗粒纵向移动的常规调光机制,还存在晶锥开闭、远端网膜细胞核移动和基膜色素颗粒纵向扩散的调光新机制。     

双斑蟋复眼和视叶的显微结构

【目的】为探索昆虫视觉信号处理的重要神经结构,详细观察和描述了直翅目(Orthoptera)蟋蟀科(Gryllidae)代表性昆虫双斑蟋Gryllus bimaculatus De Geer复眼和视叶的组织学结构特征。【方法】利用扫描电镜技术和组织学切片技术,观察分析了30只双斑蟋的复眼和视叶组织学结构。【结果】双斑蟋复眼约有3400个小眼,均为六边形结构,小眼间隙内分布有机械感受器——感觉毛和钟形感受器。每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成。视叶呈两个扇形结构,由三大神经纤维网构成,分别为神经节层、外髓、内髓。【结论】双斑蟋复眼表面具有少量感觉毛和钟形感受器,每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成,属并列像眼,视叶由三大神经纤维网构成。     

螺旋粉虱成虫的复眼形态及其内部结构

采用扫描电镜和组织切片法,观察了螺旋粉虱Aleurodicus dispersus Russell成虫复眼的形态及其显微结构。结果表明,螺旋粉虱复眼半球状,呈“∞”形分布于头部两侧,单个复眼约由253个小眼组成;各小眼面微凸,复眼中心区域小眼多为规则的六边形,密集排列似蜂窝状;近背区边缘小眼多为五边形或近圆形,小眼排列疏松,且少量相邻小眼的间距较大。雌、雄复眼小眼面积约为85μm2。单个小眼由角膜、晶体、网膜细胞及其特化产生的视杆和基细胞等几部分组成。晶体有四个晶锥细胞构成,晶体、视杆周围和色素细胞内均含有大量的色素颗粒。螺旋粉虱的复眼属于并置复眼。光、暗条件下,小眼的色素颗粒分布有所不同。光适应条件下,色素颗粒较均匀地分布于视杆上下两侧;暗适应状态下,色素颗粒则主要分布在视杆上侧和晶体下侧。而在相同的明、暗适应条件下,性别对色素颗粒的分布无显著影响。     

异色瓢虫显现变种复眼的形态、显微结构及其光暗条件下的适应性变化

复眼是昆虫的主要视觉器官,对于其寻找食物、配偶、栖息场所以及学习记忆等活动具有重要作用。本研究采用扫描电镜和石蜡切片技术对异色瓢虫显现变种Harmonia axyridis ab. conspicua复眼的外部形态和内部显微结构进行了观察。结果发现：(1)复眼近椭圆形,位于头部两侧,触角窝处有缺刻,小眼表面光滑平坦,无角膜乳突结构。其雌、雄成虫复眼的小眼数分别约为705和691;(2)复眼中心区域小眼呈六边形,排列紧密,边缘区域的小眼为不规则的四边形或五边形; (3)每个小眼由角膜、晶锥、8个小网膜细胞、视杆、基膜以及色素细胞组成。晶锥由4个晶锥细胞构成,8个小网膜细胞中6个位于边缘、2个位于中央;(4)暗条件下复眼显微结构存在明显差异：光适应条件下,色素颗粒主要分布在晶锥和视杆交界处的周围,周围视杆呈环形,内、外两侧均被色素颗粒包围;暗适应条件下,色素颗粒发生纵向移动,均匀地分布在晶锥和视杆的周围,周围视杆发生扭曲呈不规则的多角形,仅外侧有色素颗粒分布。结果表明,异色瓢虫显现变种的复眼属于并列复眼,可通过色素颗粒的纵向移动以及周围视杆扭曲变形等机制来适应外界明暗环境的变化。     

龟纹瓢虫成虫的复眼形态及其显微结构

利用光镜、组织切片法观察了龟纹瓢虫Propylaea japonica(Thunberg)成虫的复眼形态及其显微结构。结果如下:(1)头正前方观,复眼外形似半球,且后方稍向内合拢。每个复眼约包括630个小眼。(2)每个小眼是由1套屈光器(1个角膜和1个晶锥)、6至8个小网膜细胞及其特化产生的视杆和基细胞等几部分组成。晶体周围及小网膜色素细胞内均含有丰富的色素颗粒。(3)小眼整体纵切显示,其上、下段色素颗粒分布相对较多,中段分布较少。(4)明、暗适应状态对小眼的色素颗粒分布有影响,性别对其分布无明显影响。明适应状态下,其色素颗粒较均匀地分布于视杆两侧上下,暗适应状态时色素颗粒则主要分布在视杆部位的上侧,显示其具有一定的重叠眼性质;而在相同的明、暗适应状态下其雌、雄成虫复眼的色素颗粒分布间无明显差异。     

禾谷缢管蚜复眼外部形态的扫描电镜观察

【目的】通过比较禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi两种生活史(全周期型和不全周期型)及5种蚜型(有翅孤雌蚜、无翅孤雌蚜、雄蚜、雌性蚜和产雌性母)成蚜复眼外部形态,分析了其视觉能力差异,为进一步探索禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻机制提供参考。【方法】利用扫描电镜技术,观察全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜及其低温短日照(12℃, 光周期8L∶16D)诱导条件下全周期型所产5种蚜型成蚜的复眼外部形态。【结果】禾谷缢管蚜成蚜复眼着生于头部触角基部,呈卵圆形,小眼间无感觉毛。全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜的复眼大小(长轴直径及短轴直径)、复眼弧高、小眼数量和小眼直径均没有显著差异。而这5个复眼指标在低温短日照诱导全周期型禾谷缢管蚜产生的5种蚜型的成蚜中均存在显著性差异,其中,雄蚜、有翅孤雌蚜和产雌性母的复眼区域较大,小眼数量较多;雌性蚜的复眼区域最小,小眼数量也最少。【结论】综合以上指标结果,推测5种蚜型的视觉能力由大到小是：雄蚜＞有翅孤雌蚜＞产雌性母＞无翅孤雌蚜＞雌性蚜。复眼和小眼的这些差异可能与禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻存在一定的联系。     

黑翅土白蚁有翅成虫复眼的形态结构

采用组织切片法光镜下观察黑翅土白蚁Odontotermes formosanus(Shiraki)有翅成虫的复眼形态结构及光、暗适应条件下色素颗粒移动的规律。结果如下:(1)头正前方观,复眼外部形态略呈圆形。(2)有翅成虫复眼类型属于并列像眼,每只复眼约由360个小眼组成。(3)每个小眼是由1套屈光器(1个角膜和1个晶锥)、小网膜色素细胞、视杆和基细胞等几部分组成。小网膜色素细胞内均含有丰富的色素颗粒。(4)在光适应条件状态下,屈光器及视杆周围的色素颗粒主要分布在视杆部位的上侧,暗度适应条件状态时则较均匀地分布于视杆两侧上下;性别对色素颗粒分布无明显影响。     

The Ultrastructure of the Compound Eye of Two Species of Marine Ostracodes (Crustacea: Ostracoda: Cypridinidae)

Ultrastructurally, the compound eyes of the luminescent marine ostracodes Vargula graminkola and V. tsujii are similar. These ostracodes have two lateral compound eyes, with relatively few ommatidia (13 and 20 respectively). They exhibit apposition type compound eyes as seen in many other arthropods. Each ommatidium includes: a flat, ectodermal cuticular covering, corneagen cells, two long cone cells that give rise to a large conspicuous crystalline cone, retinular cells, pigment cells, a microvillar rhabdom and proximal axonal neurons. The axons merge to form an optic nerve that extends into the brain through a short, muscular stalk that is surrounded externally by a cuticle. The number of retinular cells is typically six per ommatidium in V. graminicola and eight per ommatidium in V. tsujii. Screening pigment cells surround each ommatidium forming a layer that is about 5–15 pigment granules thick. In addition to pigment cells, the cytoplasm of the retinular cells includes numerous screening pigment granules. In light/dark adaptation, there are no obvious morphological differences in the orientation of the rhabdom or in the organization of the screening pigments. Both Vargula species studied are nocturnally active and bioluminescent suggesting that these eyes are capable receptors of the bright conspecific luminescence.     

草地贪夜蛾成虫复眼明暗适应及黄光照射下明适应状态转化率

【目的】蛾类昆虫的趋光性与复眼明暗适应状态的转化有着直接的关系，本研究旨在阐明光照与草地贪夜蛾Spodotera frugiperda复眼明暗适应状态转化的关系。【方法】在光、暗适应条件和不同光照强度黄光照射下，在不同时间段，用相机迅速拍照，观察统计草地贪夜蛾成虫复眼的明暗适应状态及明、暗适应状态转化率。【结果】在明适应状态下，草地贪夜蛾成虫经黄光照射1 h后，随光照强度的增加，复眼明适应状态保持率逐步升高：雄成虫复眼在0.1~0.5 lx时明适应状态保持率为67.77%(有32.23%的转化为暗适应状态与中间状态)，4~6 lx时明适应状态保持率达到100%；雌成虫复眼在7~10 lx时，明适应状态保持率达98.90%。在明适应状态下，经黄光照射3 h后，草地贪夜蛾成虫复眼明适应状态保持率亦随着光照强度的增加逐步升高，在0.1~0.5 lx时雄成虫复眼明适应状态保持率为50.00%,雌成虫为32.23%；在光照强度7~10 lx时，雌雄成虫复眼明适应状态保持率分别为90.00%和100%。在暗适应状态下，草地贪夜蛾成虫经不同光照强度的黄光照射30 min后，成虫复眼向明适应状态逐渐转化：在0.1~0.5 lx光照强度时雌、雄成虫复眼明适应状态转化率均为93.33%；当光照强度达到0.6~0.9 lx时雌成虫复眼的明适应状态转化率达到100%，雄成虫复眼则在1~2 lx时达到100%。【结论】结果说明，草地贪夜蛾成虫有较强的光敏感性，且雌虫对黄光的光敏感性略强于雄虫。