人类的好伙伴——蚕宝宝
赵国栋
江苏科技大学 生物技术学院;中国农业科学院 蚕业研究所
关键词:家蚕、变态、发育
家蚕是一种鳞翅目、蚕蛾科的泌丝昆虫[1],主要以桑叶为食,又被称为桑蚕,因其可爱而柔弱,常常被人们爱称为“蚕宝宝”。
栽桑养蚕、缫丝织绸是中国古代劳动人民的早期发明[2]。根据历史文献和出土文物考证,我国蚕丝业至少已有五千年的悠久历史[3]。蚕丝除了可以用来缫丝织绸,在许多领域都起着非常重要的作用,蚕丝面膜、人造皮肤等越来越多的蚕丝制品也正在被广泛开发利用。一直以来,蚕丝业在我国产业经济发展史上有着举足轻重的作用。目前,家蚕不仅是一种重要的经济昆虫,更是一种有中国特色的重要模式生物,它在我国蚕丝产业、基础生物学研究和生物技术三个领域扮演着十分重要的角色,在家蚕功能基因组学、蛋白组学等方面的研究,我国已走在世界前列。
那么,可爱的小蚕宝宝是如何从一个米粒大小的蚕卵长大,开始吐丝结茧,并繁衍下一代的呢?事实上,家蚕是完全变态的昆虫,在一生中要经过卵、幼虫、蛹、蛾(成虫)四个形态和机能上完全不同的发育阶段[3]:
卵——胚胎发生、发育形成幼虫的阶段。
蚕卵一般呈椭圆形,略扁平,一端稍钝,另一端稍尖。卵一般厚为0.5~0.6 mm,长为1.1~1.5 mm,宽为0.9~1.2 mm,每克卵约有1800~2100粒。卵的大小和重量,因蚕品种、环境条件、产卵时期的不同而有差异。卵的外面,包着一层坚硬的卵壳,它是由卵壳质所构成。卵内有卵黄,是家蚕胚子发育的主要营养来源。
图一:家蚕卵圈
幼虫——摄取营养的生长阶段。
刚刚由卵孵化出的家蚕幼虫,一般为黑色,也有褐色的,形状像蚂蚁,故称“蚁蚕”。蚁蚕从桑叶中吸收各种营养物质,迅速生长,体色逐渐变淡而呈青白色。幼虫生长到一定程度时,必须脱去旧皮,换上新皮,才能继续生长,称为“蜕皮”,蚕蜕下的皮称为“蚕蜕”,是一种中药材。在蜕皮期间幼虫不食不动,称为“眠”。眠是蜕皮的过程,在此期间新皮形成,旧皮蜕下。眠又是划分龄期的界限,一般来讲,家蚕幼虫期经过4次蜕皮,分为5个龄期。
图二:家蚕五龄幼虫
蛹——幼虫过渡到成虫的变态阶段。
家蚕幼虫发育到最后一龄的末期,逐渐停止食桑,蚕体收缩而稍呈透明,称为熟蚕。熟蚕开始吐丝结茧,结茧完毕后,在茧内蜕皮化蛹。表面上看蛹期不食不动,实际上体内时刻都在进行着剧烈的变化。蛹期是昆虫最神奇的阶段,幼虫内部组织逐渐被溶解;藏在幼虫体内的成虫盘重新生长发育,形成一个全新的个体。
图三:家蚕蛹期
图四:家蚕彩色蚕茧(内含蚕蛹)
成虫——交配产卵繁衍后代的生殖阶段。
蚕蛹发育到一定时期,再进行一次蜕皮,脱去蛹皮,羽化为成虫——蚕蛾,从蚕茧内钻出。成虫不从外界取食,雌雄蛾交配产卵后,经1周左右自然死亡,家蚕的一个世代就此告终。
图五:家蚕成虫
虽然蚕桑产业是一个古老的行业,但随着中国乃至全世界对蚕桑和丝绸产品需求的进一步扩大,必将在新时代“一带一路”伟大战略提出的新形势下,继续在我国的经济社会发展中迸发出新的火花,发挥出更加重要的作用。
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参考文献:
[1] 陈克平,黄君霆,姚勤. 模式生物家蚕. 江苏凤凰科学技术出版社,中国,2014: 1-6.
[2] 吕鸿升. 中国养蚕学. 上海科学技术出版社,中国,1990: 2-10.
[3] 冯丽春,沈卫德. 蚕体解剖生理学. 高等教育出版社,中国,2016: 1-5.
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