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节肢动物

节肢动物是动物的一大类群,由六足亚门(昆虫等)、甲壳亚门(虾、螃蟹等)、螯肢亚门(蜘蛛、蝎子等)、多足亚门(蜈蚣、马陆等)等外骨骼动物组成被称为节肢动物门(学名:Arthropoda)的分类单位。包括人们熟知的虾、蟹、蚊、蝇、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣以及已灭绝的三叶虫等。全世界约有120万现存种,占整个现有动物种数的80%。已命名的昆虫类就有超过75万种。节肢动物生活环境极其广泛,无论是海水、淡水、土壤、空中都有它们的踪迹。有些种类还寄生在其他动物的体内或体外。

一、节肢动物门(Arthropoda)概述

1. 定义与主要特征

  • 分类地位
    节肢动物门(Arthropoda)是动物界中最大且最具多样性的一个门,约包含120万种已描述的物种,占所有已知动物种类的约80%。节肢动物具有分节的身体、由几丁质构成的外骨骼以及关节附肢等特征。该门包括昆虫、蛛形纲动物、甲壳纲动物、多足纲动物等多个分支。

  • 形态特征

    • 气管系统:昆虫拥有复杂的气管系统,通过气管直接将氧气输送到组织。

    • :甲壳纲动物如螃蟹和虾类通过鳃进行气体交换。

    • :部分陆生节肢动物如蜱类发展出类似肺的结构用于呼吸。

    • 体节分化:节肢动物具有明显的分节身体结构,通常分为头部、胸部和腹部等不同区域。每个体节通常具有相似的结构和功能,允许身体各部分的专门化。

    • 外骨骼:节肢动物拥有由几丁质(chitin)构成的外骨骼,常与蛋白质和矿物质(如碳酸钙)强化。外骨骼提供结构支持、保护和防止水分蒸发。

    • 关节附肢:节肢动物的附肢具有关节结构,允许多种运动形式,如行走、游泳、飞行等。这些附肢在不同的体节上分布,用于运动、捕食、感觉和繁殖等功能。

    • 双侧对称:节肢动物展示明显的双侧对称,即其身体可以沿一个平面分为左右两部分,形态结构对称。

    • 开放循环系统:大多数节肢动物具有开放循环系统,血液(血淋巴)在体腔内自由流动,直接接触器官和组织。

    • 神经系统:节肢动物拥有发达的神经系统,包括一个集中化的脑和一对腹侧神经索,协调身体各部分的活动。

    • 呼吸系统:根据生活环境的不同,节肢动物发展出多样的呼吸结构:

    • 生殖系统:节肢动物展示多样的生殖策略,包括有性和无性繁殖。有些物种表现出复杂的变态发育过程,从幼虫到成虫经历显著的形态变化。

  • 生活习性
    节肢动物几乎占据了所有生态位:

    • 陆生:昆虫和部分蛛形纲动物在陆地上繁衍生息,扮演着授粉者、分解者、捕食者和猎物的角色。

    • 水生:甲壳纲动物和某些多足纲动物生活在淡水和海洋环境中,参与多种生态过程。

    • 寄生:部分节肢动物如蜱类和虱类是寄生生物,依附于宿主获取营养。

    • 共生关系:节肢动物与其他生物形成互利、共生或寄生关系,影响生态系统动态。

2. 生态与人类关系

  • 生态角色

    • 授粉者:蜜蜂、蝴蝶和某些甲虫等昆虫是重要的植物授粉者,促进植物繁殖和生态多样性。

    • 分解者:甲虫、白蚁和某些蜈蚣等节肢动物分解有机物,促进养分循环。

    • 捕食者与猎物:节肢动物在食物链中既是捕食者,也作为更大动物的猎物,维持生态平衡。

    • 生态系统工程师:白蚁通过筑巢和土壤改良,螃蟹和虾类通过挖洞和迁移泥沙,改变栖息环境,影响其他生物的生存条件。

    • 疾病传播者:蚊子、蜱类和跳蚤等节肢动物是多种疾病的传播媒介,影响公共健康。

  • 经济与文化价值

    • 农业:蜜蜂在农业中扮演关键的授粉角色,提升作物产量和质量。然而,部分节肢动物如蚜虫和螨虫也是农业害虫,需进行有效的控制。

    • 医药应用:节肢动物的毒液和生物活性物质在药物开发中具有潜在价值,如蜘蛛毒用于研发新型镇痛剂。

    • 渔业与水产养殖:甲壳纲动物如虾、蟹和龙虾在全球渔业和水产养殖中占据重要地位,具有高经济价值。

    • 纺织与材料:蚕丝和蜘蛛丝在纺织业中广泛应用,具有高强度和弹性。几丁质从甲壳动物壳体中提取,用于生物降解材料和医用产品。

    • 科研价值:节肢动物是科学研究中的重要模型生物,特别是在遗传学、神经生物学和生态学领域。昆虫如果蝇和蜜蜂在遗传研究中具有重要地位。

    • 文化象征:节肢动物在艺术、文学和传统文化中具有重要象征意义,如蜜蜂代表勤劳和合作,蝴蝶象征转变与美丽,蜘蛛象征创造力和狡猾。


二、节肢动物的演化与历史

  1. 起源与化石记录
    节肢动物的起源可以追溯到寒武纪早期,约5.4亿年前,是动物界中最早出现的分节动物之一。早期节肢动物化石展示出分节结构和简单的器官系统,表明它们在早期海洋生态系统中占据重要位置。寒武纪大爆发期间,节肢动物经历了快速多样化,形成了多个主要纲的早期代表。

  2. 现代多样化与适应
    经过古生代和中生代的地质时期,节肢动物逐渐适应了各种生态位,演化出多样的形态和生活方式:

    • 陆生适应:昆虫通过发展气管系统、防水外骨骼和复杂的行为策略,成功地征服了陆地环境。蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子发展出捕食和防御机制,适应了不同的生态环境。

    • 水生适应:甲壳纲动物通过鳃和水生附肢适应了淡水和海洋环境。部分多足纲动物如虾和螃蟹发展出高效的游动和捕食能力。

    • 飞行:昆虫的翅膀进化是节肢动物的重要适应,使其能够在空中飞行,逃避捕食者,寻找食物和配偶。

    • 社会结构:蜜蜂、蚂蚁和白蚁等昆虫发展出复杂的社会结构和分工,提高了群体的生存和繁衍效率。

    • 毒液和防御机制:蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子演化出毒液,用于捕食和自卫,提高了捕食效率和生存能力。

  3. 系统发育与分类学发展
    分子系统发育学的进展极大地优化了节肢动物的分类体系,通过基因序列数据揭示了各亚门、纲之间及纲内各目的亲缘关系。现代分类将节肢动物划分为几个主要亚门,包括蛛形亚门(Chelicerata)、甲壳亚门(Crustacea)、多足亚门(Myriapoda)和六足亚门(Hexapoda)。这些分类反映了它们在系统发育树上的真实位置和演化历史。


三、节肢动物的主要分类表

节肢动物门根据其形态、生活方式和遗传特征被划分为多个亚门、纲、目、科、属及代表物种。以下表格列出了主要亚门、纲、目、科、属与示例物种。请注意,随着研究的深入,分类系统可能会有所调整。

A. 亚门蛛形亚门(Chelicerata)

蛛形亚门的节肢动物具有特化的口器——螯肢(chelicerae),且缺乏触角。该亚门包括蜘蛛、蝎子、螨虫和马蹄蟹等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
蛛形纲AraneaeTheridiidaeLatrodectusLatrodectus mactans(黑寡妇蜘蛛)广泛分布于全球;以其有毒的咬针和织网行为著称,是重要的捕食者。
蛛形纲ScorpionesButhidaeAndroctonusAndroctonus australis(胖尾蝎)主要分布于干旱地区;具有高度毒性的蝎子,常用于毒液成分的医学研究。
蛛形纲AcariTetranychidaeTetranychusTetranychus urticae(双斑蜘蛛螨)农业害虫;以植物汁液为食,需有效的控制措施以保护农作物。
蛛形纲OpilionesPhalangidaePhalangiumPhalangium opilio(普通丰胸蛛形)非毒性;广泛分布于各种陆生栖息地;重要的捕食小型无脊椎动物。
马蹄蟹纲XiphosuraLimulidaeLimulusLimulus polyphemus(大西洋马蹄蟹)海洋生物;重要的生物医学研究对象,其血液用于内毒素检测。

B. 亚门甲壳亚门(Crustacea)

甲壳亚门主要为水生节肢动物,拥有两对触角和分支附肢。该亚门包括螃蟹、龙虾、虾、藤壶和桡足类等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
甲壳纲DecapodaPortunidaeCarcinusCarcinus maenas(绿蟹)广泛分布;为入侵物种,在一些地区对本地生态造成影响;经济上重要的渔业资源。
甲壳纲IsopodaArmadillidiidaeArmadillidiumArmadillidium vulgare(卷足虫)陆生;以其卷成球状的特性著称;对土壤健康有重要贡献。
甲壳纲EuphausiaceaEuphausidaeEuphausiaEuphausia superba(南极磷虾)主要生活在南极水域;是鲸鱼、海豹和企鹅等大型海洋生物的重要食物来源;在海洋食物链中占据关键地位。
甲壳纲CopepodaCyclopidaeCyclopsCyclops sp.(双眼桡足类)水生;浮游性过滤性摄食者;水质指示物种,对水环境质量有敏感性。
甲壳纲CirripediaBalanidaeBalanusBalanus amphitrite(藤壶)固着生活;附着于水下表面;对船体造成生物污损,影响航运业。
甲壳纲BranchiopodaAnostracaDaphniaDaphnia pulex(水蚤)淡水;浮游性过滤性摄食者;在水生食物网和生态研究中具有重要作用。

C. 亚门多足亚门(Myriapoda)

多足亚门的节肢动物具有众多的体节,每个体节通常配有一对或两对腿。该亚门包括蜈蚣、千足虫和短足虫等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
蜈蚣纲ScolopendridaeScolopendraScolopendraScolopendra gigantea(巨蜈蚣)热带和亚热带地区;高度毒性;活跃的捕食者,捕食昆虫和小型脊椎动物。
千足纲JulidaeJulusJulusJulus terrestris(普通千足虫)广泛分布于潮湿的陆地环境中;以腐殖质为食,对土壤通气和肥力至关重要。
短足纲ScolopendrellidaeScolopendrellusScolopendrellusScolopendrellus dehaani(德哈安短足虫)土壤生活;以腐烂有机物为食,对土壤生态系统有重要贡献。
蒲蚎纲PauropodidaePauropusPauropusPauropus siamensis(暹罗蒲蚎)微小的土壤节肢动物;参与土壤通气和有机物分解。

D. 亚门六足亚门(Hexapoda)

六足亚门主要包括陆生节肢动物,具有三段体节(头部、胸部、腹部)和三对腿。该亚门包括昆虫、跳虫和双翅目等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
昆虫纲ColeopteraCoccinellidaeCoccinellaCoccinella septempunctata(七星瓢虫)广泛分布;有益的捕食蚜虫;农业和园艺中重要的生态工程师。
昆虫纲DipteraCulicidaeAnophelesAnopheles gambiae(非洲疟蚊)疟疾传播媒介;广泛分布于热带和亚热带地区;对公共健康构成重大威胁。
昆虫纲LepidopteraNymphalidaeDanausDanaus plexippus(帝王蝶)迁徙性;重要的授粉者;以长距离迁徙著称。
昆虫纲HymenopteraApidaeApisApis mellifera(西方蜜蜂)对授粉至关重要;生产蜂蜜和蜂蜡;生态系统中的关键物种。
昆虫纲HemipteraCimicidaeCimexCimex lectularius(普通臭虫)寄生性;以血液为食;广泛存在于人类居所中;重要的城市害虫。
昆虫纲OrthopteraGryllidaeGryllusGryllus bimaculatus(田野蟋蟀)分布于各种陆地环境;以鸣叫著称;在食物网中占据重要位置。
内翅亚纲CollembolaEntomobryidaeEntomobryaEntomobrya nivalis(雪蚤)微小的土壤生活节肢动物;对土壤健康和有机物分解有重要作用。
内翅亚纲DipluransDipluridaeDipluraDiplura scutellata(盾背双足虫)土壤生活;以腐烂有机物为食;对土壤生态系统有重要贡献。

E. 亚门三叶虫纲(Trilobitomorpha)

虽然已灭绝,三叶虫是节肢动物门中重要的一类,以其丰富的化石记录而闻名。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
三叶虫纲PhacopidaPhacopidaePhacopsPhacops rana(青蛙三叶虫)生活于志留纪和泥盆纪;以其大型复眼和分节身体著称。
三叶虫纲AsaphidaAsaphidaeAsaphusAsaphus kowalewskii(科瓦列夫斯基三叶虫)分布于古生代海洋;具有宽广扁平的身体和发达的头部。
三叶虫纲ProetidaProetidaeProetusProetus antiquus(古代Proetid三叶虫)存续至二叠纪末期;形态和生态多样。

F. 亚门海蜘蛛纲(Pycnogonida)

海蜘蛛是海洋节肢动物,拥有细长的腿和小巧的身体,常见于寒冷和深海水域。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
海蜘蛛纲PycnogonidaAcheliaAcheliaAchelia echinata(刺状海蜘蛛)广泛分布于各种海洋环境;捕食和清道夫角色;拥有独特的喙状结构用于进食。
海蜘蛛纲PycnogonidaAnoplodactylidaeAnoplodactylusAnoplodactylus abyssicola(深海海蜘蛛)生活在深海环境中;适应高压和低温;具有专业化的进食结构。

四、节肢动物的演化与历史

  1. 起源与化石记录
    节肢动物被认为起源于寒武纪早期,约5.4亿年前。它们早期的演化标志着分节、关节附肢和外骨骼的关键特征的发展,这些特征促使节肢动物在进化过程中取得巨大成功并多样化。寒武纪大爆发期间,节肢动物迅速分化,形成了多个主要纲的早期代表。由于其坚硬的外骨骼,节肢动物拥有相对丰富的化石记录,追溯至前寒武纪-寒武纪边界。

  2. 现代多样化与适应
    经过地质时期的演化,节肢动物在形态和生态位上实现了广泛的多样化和适应:

    • 陆生适应:昆虫通过发展气管系统、防水外骨骼和复杂的行为策略,成功征服了陆地环境。蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子发展出捕食和防御机制,适应了不同的生态环境。

    • 水生适应:甲壳亚门动物通过鳃和水生附肢适应了淡水和海洋环境。部分多足亚门动物如虾和螃蟹发展出高效的游动和捕食能力。

    • 飞行:昆虫翅膀的进化是节肢动物的重要适应,使其能够在空中飞行,逃避捕食者,寻找食物和配偶。

    • 社会结构:蜜蜂、蚂蚁和白蚁等昆虫发展出复杂的社会结构和分工,提高了群体的生存和繁衍效率。

    • 毒液和防御机制:蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子演化出毒液和其他防御机制,提高了捕食效率和生存能力。

  3. 系统发育见解
    分子系统发育学的进展极大地增强了对节肢动物关系和演化历史的理解:

    • 分类群关系:节肢动物门分为几个主要亚门,包括蛛形亚门(Chelicerata)、甲壳亚门(Crustacea)、多足亚门(Myriapoda)和六足亚门(Hexapoda)。这些分类反映了它们在系统发育树上的真实位置。

    • 主要群体的单系性:分子数据支持主要节肢动物群体的单系性,即各主要群体共享共同祖先。

    • 关键特征的演化:系统发育研究追溯了节肢动物关键特征(如外骨骼、分节、专门化附肢)的演化过程,强调这些特征在节肢动物成功中的作用。


五、节肢动物的主要分类表

节肢动物门根据其形态、生活方式和遗传特征被划分为多个亚门、纲、目、科、属及代表物种。以下表格列出了主要亚门、纲、目、科、属与示例物种。请注意,随着研究的深入,分类系统可能会有所调整。

A. 亚门蛛形亚门(Chelicerata)

蛛形亚门的节肢动物具有特化的口器——螯肢(chelicerae),且缺乏触角。该亚门包括蜘蛛、蝎子、螨虫和马蹄蟹等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
蛛形纲AraneaeTheridiidaeLatrodectusLatrodectus mactans(黑寡妇蜘蛛)广泛分布于全球;以其有毒的咬针和织网行为著称,是重要的捕食者。
蛛形纲ScorpionesButhidaeAndroctonusAndroctonus australis(胖尾蝎)主要分布于干旱地区;具有高度毒性的蝎子,常用于毒液成分的医学研究。
蛛形纲AcariTetranychidaeTetranychusTetranychus urticae(双斑蜘蛛螨)农业害虫;以植物汁液为食,需有效的控制措施以保护农作物。
蛛形纲OpilionesPhalangidaePhalangiumPhalangium opilio(普通丰胸蛛形)非毒性;广泛分布于各种陆生栖息地;重要的捕食小型无脊椎动物。
马蹄蟹纲XiphosuraLimulidaeLimulusLimulus polyphemus(大西洋马蹄蟹)海洋生物;重要的生物医学研究对象,其血液用于内毒素检测。

B. 亚门甲壳亚门(Crustacea)

甲壳亚门主要为水生节肢动物,拥有两对触角和分支附肢。该亚门包括螃蟹、龙虾、虾、藤壶和桡足类等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
甲壳纲DecapodaPortunidaeCarcinusCarcinus maenas(绿蟹)广泛分布;为入侵物种,在一些地区对本地生态造成影响;经济上重要的渔业资源。
甲壳纲IsopodaArmadillidiidaeArmadillidiumArmadillidium vulgare(卷足虫)陆生;以其卷成球状的特性著称;对土壤健康有重要贡献。
甲壳纲EuphausiaceaEuphausidaeEuphausiaEuphausia superba(南极磷虾)主要生活在南极水域;是鲸鱼、海豹和企鹅等大型海洋生物的重要食物来源;在海洋食物链中占据关键地位。
甲壳纲CopepodaCyclopidaeCyclopsCyclops sp.(双眼桡足类)水生;浮游性过滤性摄食者;水质指示物种,对水环境质量有敏感性。
甲壳纲CirripediaBalanidaeBalanusBalanus amphitrite(藤壶)固着生活;附着于水下表面;对船体造成生物污损,影响航运业。
甲壳纲BranchiopodaAnostracaDaphniaDaphnia pulex(水蚤)淡水;浮游性过滤性摄食者;在水生食物网和生态研究中具有重要作用。
甲壳纲MaxillopodaCirripediaBalanusBalanus amphitrite(藤壶)固着生活;附着于水下表面;对船体造成生物污损,影响航运业。
甲壳纲MaxillopodaEuphausiidaeEuphausiaEuphausia superba(南极磷虾)主要生活在南极水域;是鲸鱼、海豹和企鹅等大型海洋生物的重要食物来源;在海洋食物链中占据关键地位。

C. 亚门多足亚门(Myriapoda)

多足亚门的节肢动物具有众多的体节,每个体节通常配有一对或两对腿。该亚门包括蜈蚣、千足虫和短足虫等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
蜈蚣纲ScolopendridaeScolopendraScolopendraScolopendra gigantea(巨蜈蚣)热带和亚热带地区;高度毒性;活跃的捕食者,捕食昆虫和小型脊椎动物。
千足纲JulidaeJulusJulusJulus terrestris(普通千足虫)广泛分布于潮湿的陆地环境中;以腐殖质为食,对土壤通气和肥力至关重要。
短足纲ScolopendrellidaeScolopendrellusScolopendrellusScolopendrellus dehaani(德哈安短足虫)土壤生活;以腐烂有机物为食;对土壤生态系统有重要贡献。
蒲蚎纲PauropodidaePauropusPauropusPauropus siamensis(暹罗蒲蚎)微小的土壤节肢动物;参与土壤通气和有机物分解。

D. 亚门六足亚门(Hexapoda)

六足亚门主要包括陆生节肢动物,具有三段体节(头部、胸部、腹部)和三对腿。该亚门包括昆虫、跳虫和双翅目等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
昆虫纲ColeopteraCoccinellidaeCoccinellaCoccinella septempunctata(七星瓢虫)广泛分布;有益的捕食蚜虫;农业和园艺中重要的生态工程师。
昆虫纲DipteraCulicidaeAnophelesAnopheles gambiae(非洲疟蚊)疟疾传播媒介;广泛分布于热带和亚热带地区;对公共健康构成重大威胁。
昆虫纲LepidopteraNymphalidaeDanausDanaus plexippus(帝王蝶)迁徙性;重要的授粉者;以长距离迁徙著称。
昆虫纲HymenopteraApidaeApisApis mellifera(西方蜜蜂)对授粉至关重要;生产蜂蜜和蜂蜡;生态系统中的关键物种。
昆虫纲HemipteraCimicidaeCimexCimex lectularius(普通臭虫)寄生性;以血液为食;广泛存在于人类居所中;重要的城市害虫。
昆虫纲OrthopteraGryllidaeGryllusGryllus bimaculatus(田野蟋蟀)分布于各种陆地环境;以鸣叫著称;在食物网中占据重要位置。
内翅亚纲CollembolaEntomobryidaeEntomobryaEntomobrya nivalis(雪蚤)微小的土壤生活节肢动物;对土壤健康和有机物分解有重要作用。
内翅亚纲DipluransDipluridaeDipluraDiplura scutellata(盾背双足虫)土壤生活;以腐烂有机物为食;对土壤生态系统有重要贡献。

E. 亚门三叶虫纲(Trilobitomorpha)

虽然已灭绝,三叶虫是节肢动物门中重要的一类,以其丰富的化石记录而闻名。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
三叶虫纲PhacopidaPhacopidaePhacopsPhacops rana(青蛙三叶虫)生活于志留纪和泥盆纪;以其大型复眼和分节身体著称。
三叶虫纲AsaphidaAsaphidaeAsaphusAsaphus kowalewskii(科瓦列夫斯基三叶虫)分布于古生代海洋;具有宽广扁平的身体和发达的头部。
三叶虫纲ProetidaProetidaeProetusProetus antiquus(古代Proetid三叶虫)存续至二叠纪末期;形态和生态多样。

F. 亚门海蜘蛛纲(Pycnogonida)

海蜘蛛是海洋节肢动物,拥有细长的腿和小巧的身体,常见于寒冷和深海水域。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
海蜘蛛纲PycnogonidaAcheliaAcheliaAchelia echinata(刺状海蜘蛛)广泛分布于各种海洋环境;捕食和清道夫角色;拥有独特的喙状结构用于进食。
海蜘蛛纲PycnogonidaAnoplodactylidaeAnoplodactylusAnoplodactylus abyssicola(深海海蜘蛛)生活在深海环境中;适应高压和低温;具有专业化的进食结构。

G. 亚门六足亚门(Hexapoda)

六足亚门主要包括陆生节肢动物,具有三段体节(头部、胸部、腹部)和三对腿。该亚门包括昆虫、跳虫和双翅目等。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
昆虫纲ColeopteraCoccinellidaeCoccinellaCoccinella septempunctata(七星瓢虫)广泛分布;有益的捕食蚜虫;农业和园艺中重要的生态工程师。
昆虫纲DipteraCulicidaeAnophelesAnopheles gambiae(非洲疟蚊)疟疾传播媒介;广泛分布于热带和亚热带地区;对公共健康构成重大威胁。
昆虫纲LepidopteraNymphalidaeDanausDanaus plexippus(帝王蝶)迁徙性;重要的授粉者;以长距离迁徙著称。
昆虫纲HymenopteraApidaeApisApis mellifera(西方蜜蜂)对授粉至关重要;生产蜂蜜和蜂蜡;生态系统中的关键物种。
昆虫纲HemipteraCimicidaeCimexCimex lectularius(普通臭虫)寄生性;以血液为食;广泛存在于人类居所中;重要的城市害虫。
昆虫纲OrthopteraGryllidaeGryllusGryllus bimaculatus(田野蟋蟀)分布于各种陆地环境;以鸣叫著称;在食物网中占据重要位置。
内翅亚纲CollembolaEntomobryidaeEntomobryaEntomobrya nivalis(雪蚤)微小的土壤生活节肢动物;对土壤健康和有机物分解有重要作用。
内翅亚纲DipluransDipluridaeDipluraDiplura scutellata(盾背双足虫)土壤生活;以腐烂有机物为食;对土壤生态系统有重要贡献。

H. 亚门三叶虫纲(Trilobitomorpha)

虽然已灭绝,三叶虫是节肢动物门中重要的一类,以其丰富的化石记录而闻名。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
三叶虫纲PhacopidaPhacopidaePhacopsPhacops rana(青蛙三叶虫)生活于志留纪和泥盆纪;以其大型复眼和分节身体著称。
三叶虫纲AsaphidaAsaphidaeAsaphusAsaphus kowalewskii(科瓦列夫斯基三叶虫)分布于古生代海洋;具有宽广扁平的身体和发达的头部。
三叶虫纲ProetidaProetidaeProetusProetus antiquus(古代Proetid三叶虫)存续至二叠纪末期;形态和生态多样。

I. 亚门海蜘蛛纲(Pycnogonida)

海蜘蛛是海洋节肢动物,拥有细长的腿和小巧的身体,常见于寒冷和深海水域。

纲 (Class)目 (Order)科 (Family)属 (Genus)示例物种 (Example Species)分布与简介
海蜘蛛纲PycnogonidaAcheliaAcheliaAchelia echinata(刺状海蜘蛛)广泛分布于各种海洋环境;捕食和清道夫角色;拥有独特的喙状结构用于进食。
海蜘蛛纲PycnogonidaAnoplodactylidaeAnoplodactylusAnoplodactylus abyssicola(深海海蜘蛛)生活在深海环境中;适应高压和低温;具有专业化的进食结构。

四、节肢动物的演化与历史

  1. 起源与化石记录
    节肢动物被认为起源于寒武纪早期,约5.4亿年前。它们早期的演化标志着分节、关节附肢和外骨骼的关键特征的发展,这些特征促使节肢动物在进化过程中取得巨大成功并多样化。寒武纪大爆发期间,节肢动物迅速分化,形成了多个主要纲的早期代表。由于其坚硬的外骨骼,节肢动物拥有相对丰富的化石记录,追溯至前寒武纪-寒武纪边界。

  2. 现代多样化与适应
    经过地质时期的演化,节肢动物在形态和生态位上实现了广泛的多样化和适应:

    • 陆生适应:昆虫通过发展气管系统、防水外骨骼和复杂的行为策略,成功征服了陆地环境。蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子发展出捕食和防御机制,适应了不同的生态环境。

    • 水生适应:甲壳亚门动物通过鳃和水生附肢适应了淡水和海洋环境。部分多足亚门动物如虾和螃蟹发展出高效的游动和捕食能力。

    • 飞行:昆虫翅膀的进化是节肢动物的重要适应,使其能够在空中飞行,逃避捕食者,寻找食物和配偶。

    • 社会结构:蜜蜂、蚂蚁和白蚁等昆虫发展出复杂的社会结构和分工,提高了群体的生存和繁衍效率。

    • 毒液和防御机制:蛛形纲动物如蜘蛛和蝎子演化出毒液和其他防御机制,提高了捕食效率和生存能力。

  3. 系统发育见解
    分子系统发育学的进展极大地增强了对节肢动物关系和演化历史的理解:

    • 分类群关系:节肢动物门分为几个主要亚门,包括蛛形亚门(Chelicerata)、甲壳亚门(Crustacea)、多足亚门(Myriapoda)和六足亚门(Hexapoda)。这些分类反映了它们在系统发育树上的真实位置。

    • 主要群体的单系性:分子数据支持主要节肢动物群体的单系性,即各主要群体共享共同祖先。

    • 关键特征的演化:系统发育研究追溯了节肢动物关键特征(如外骨骼、分节、专门化附肢)的演化过程,强调这些特征在节肢动物成功中的作用。


五、总结

  1. 多样化与全球分布

    • 物种多样性:节肢动物门高度多样化,涵盖约120万种类,分布在多个亚门中,包括蛛形亚门(Chelicerata)、甲壳亚门(Crustacea)、多足亚门(Myriapoda)和六足亚门(Hexapoda)。它们广泛分布于全球各类环境中,是地球上最为多样化的无脊椎动物之一。

    • 全球分布:节肢动物广泛分布于陆地、淡水和海洋环境中,从极地到热带,从干旱地区到潮湿森林,适应了各种生态位。它们的适应性和进化创新使得节肢动物能够在多变的环境条件下繁衍生息。

    • 形态与生理适应:节肢动物通过多样化的形态和生理特征,适应了从固定生活到高度移动的多种生活方式。关节附肢、外骨骼和复杂的呼吸系统是其适应环境的关键因素。

  2. 生态与人类关系

    • 生态角色:节肢动物在生态系统中扮演着关键角色,作为授粉者、分解者、捕食者和猎物,维持生态平衡和生物多样性。自由生活的节肢动物通过控制害虫和促进养分循环,支持农业和自然生态系统的健康。

    • 经济重要性:许多节肢动物在农业、渔业和医药领域具有重要经济价值。蜜蜂的授粉服务、甲壳动物的渔业资源和节肢动物毒液在药物开发中的应用,都是节肢动物对人类经济的贡献。然而,部分节肢动物也是害虫和疾病传播者,给农业和公共健康带来挑战。

    • 科研价值:节肢动物因其独特的生物学特征和行为模式,在科学研究中具有重要价值。昆虫如果蝇和蜜蜂在遗传学、神经生物学和生态学研究中是重要的模式生物。

    • 文化意义:节肢动物在各种文化中具有重要象征意义。蜜蜂象征勤劳与合作,蝴蝶象征变化与美丽,蜘蛛象征创造力与狡猾。这些象征常见于艺术、文学和传统仪式中。

  3. 保护挑战与未来方向

    • 威胁因素:节肢动物面临诸多威胁,包括栖息地破坏、污染、气候变化、农药使用和入侵物种。这些威胁导致节肢动物种群下降、遗传多样性减少,并破坏生态系统功能。

    • 保护措施:保护节肢动物需要综合措施,包括栖息地保护、可持续农业实践、减少农药使用和缓解气候变化影响。保护项目还包括恢复受损生态系统、建立保护区以及加强对节肢动物多样性和生态功能的科学研究和监测。

    • 可持续实践:推广可持续的渔业管理、保护蜜蜂和其他授粉者、采用有机农业减少对有益节肢动物的害虫控制需求,以及公众教育和意识提升,都是维护健康节肢动物种群和确保其长期生态和经济贡献的重要措施。


结论

本“节肢动物分类大全”详细介绍了节肢动物门的定义、主要特征、演化历史及其主要分类体系,旨在为您提供翔实且易懂的科普资料。节肢动物凭借其卓越的多样性和适应能力,在生态系统和人类社会中扮演着不可或缺的角色。若需进一步了解特定亚门、纲、目、科或属(如形态特征、地理分布、生态功能、保护状态),建议参考专业的昆虫学、蛛形纲动物学和甲壳动物学资料、区域性生物多样性报告以及最新的分子系统发育研究文献。希望此资源能帮助读者更好地认识和珍惜这些多姿多彩且生态重要的无脊椎动物。

原生动物 棘皮动物 软体动物 扁形动物 环节动物 腔肠动物 节肢动物 线形动物 腕足动物 半索动物
藤壶

藤壶

触,马牙,蚵沏仔

节肢动物 未列入

特点:形状有点像马的牙齿,它是鲸鱼和海龟的梦魇

藤壶(学名:Balanus)其家族成员有500多种,在我国约有110多种。藤壶对海水中的盐度、温度具有很强的适应性,广泛地分布于我国沿海不同的水域。凡有硬物的表面,均可被其附着,甚至在鲸鱼、海龟等生物体的体表也会发现其附着的踪迹;附着在岩礁及船底的种类外形呈圆锥形或低圆锥形,壳较厚;与海绵共栖的种类呈卵圆形,壳质...

东方蜚蠊

东方蜚蠊

东方蟑螂,东方蠊

节肢动物 未列入

特点:是世界上体形最大的蟑螂

东方蜚蠊(学名:Blatta orientalis)是世界上体形最大的蟑螂。东方蜚蠊极贪食,不论脏、臭、香的各种食物,或是人的痰、粪便它均喜食,常将部分摄入的食物从胃中呕出,并将粪便排在食物上,既有臭味,又有传播细菌的作用。有群集性,白天群居潜伏于黑暗的隐蔽场所,如仓库、加工厂内的各种缝隙,厨房、食堂的灶墙、橱桌、案...

德国小蠊

德国小蠊

德国蟑螂,德国姬蠊,小强

节肢动物 未列入

特点:是分布最广泛,也是最难治理的一类世界性家居卫生害虫

德国小蠊(Blattella germanica),是分布最广泛,也是最难治理的一类世界性家居卫生害虫。德国小蠊最早起源于高温、高湿的非洲,现仍喜欢栖息在比较温暖、潮湿的环境。若虫与成虫有相同的习性,为负趋光性昆虫,它们白天躲藏在温暖潮湿和黑暗的隐蔽场所,如墙壁、天花板、橱柜和台桌等家具的缝隙、角落;杂物堆、阴沟、各种...

美洲大蠊

美洲大蠊

红蠊,船蠊,小强

节肢动物 未列入

特点:红褐色,翅长于腹部末端,善爬行,飞行能力差,是世界性卫生害虫

美洲大蠊学名Periplaneta americana,是蜚蠊科中体积最大的昆虫。美洲大蠊是杂食性昆虫,食普极广,对食物选择性不严格,但是有它们相对喜好的食物。美洲大蠊的食量大小与其生理活动的活跃情况成正比,一年中7、8、9月份的食量最大,这也是它们繁殖最为旺盛的季节。美洲大蠊均有耐饥饿不耐干渴的习性,连续5天不给食物,它们...

黑脉金斑蝶

黑脉金斑蝶

大桦斑蝶,君主斑蝶,帝王蝴蝶,黑脉桦斑蝶,帝王蝶

节肢动物 濒危

特点:被称为世界上最好看的蝴蝶,是地球上唯一的迁徙性蝴蝶

黑脉金斑蝶(学名:Danaus plexippus)是在北美很常见的一种大型蝴蝶。在澳大利亚,这种蝴蝶被叫做Wanderer Bufferfly,也是一种非常常见的蝴蝶。有2个亚种。黑脉金斑蝶可能是世界上知名度最高的蝴蝶。原因有二:一是因为帝王蝴蝶非常漂亮,被称为世界上最好看的蝴蝶。 二是因为帝王蝴蝶是唯一的一种迁徙性的蝴蝶。它们每年...

黑寡妇

黑寡妇

间斑寇蛛

节肢动物 未列入

特点:毒性极强,而且全身都是有毒,包括腿部、腹部、卵粒等,吸的人极易中毒

黑寡妇蜘蛛学名Latrodectus,外文名black widow,由于这种蜘蛛的雌性在交配后立即咬死雄性配偶,因此民间为之取名为“黑寡妇”。黑寡妇蜘蛛通常生活在温带或热带地区,它们一般以各种昆虫为食,不过偶尔它们也捕食虱子、马陆、蜈蚣和其他蜘蛛。当猎物缠在网上,黑寡妇蜘蛛就迅速从栖所出击,用坚韧的网将猎物稳妥地包...

金斑喙凤蝶

金斑喙凤蝶

Teinopalpus aureus

节肢动物 一级

特点:金斑喙凤蝶飞行姿态优美,犹如华丽高贵、光彩照人的“贵妇人”,因此被称为“蝶中皇后”为世界珍贵蝶种。

金斑喙凤蝶作为中国的特有珍品,被誉为“国蝶”、“蝶之骄子”。它珍贵而稀少,是中国唯一的蝶类国家一级保护动物,排世界八大名贵蝴蝶之首,又有“梦幻蝴蝶”和“世界动物活化石”之美誉。金斑喙凤蝶是亚热带、热带高山物种,喜欢吸食一种杜鹃花科植物的花蜜。它常飞翔在林间的高空,也时而停在花丛间,其姿态优美,华丽高...

光明女神闪蝶

光明女神闪蝶

海伦娜闪蝶,光明女神蝶,赫莲娜闪蝶,蓝色多瑙河蝶

节肢动物 未列入

特点:被誉为世界上最美丽的蝴蝶

光明女神闪蝶(学名:Morpho Helena)外文名Blue morpho Helena butterfly,曾经是尖翅蓝闪蝶(Morpho rhetenor)的亚种,已经为独立物种。是美丽而梦幻般的蝴蝶,整个翅面犹如蔚蓝的大海上涌起朵朵白色的浪花,其颜色及花纹非常壮观,被誉为世界上最美丽的蝴蝶。光明女神闪蝶日间活动,飞翔迅速敏捷。雄蝶有领域性,翅膀反...

兰花螳螂

兰花螳螂

节肢动物 未列入

特点:自然界的拟态大师

兰花螳螂(学名:Hymenopus coronatus)外文名Orchid Mantis,是昆虫纲、花螳科的动物。野生兰花螳螂生活在在马来西亚的热带雨林区。是昼行性的昆虫,具有高度的掠食本能,即使是同类,也一样互相捕食。幼体也会自相残杀。初生幼体呈现特殊的红黑二色组合;在第一次蜕皮之后才会转变为白色和粉红色相间的兰花体色;到成虫之...

皮皮虾

皮皮虾

琵琶虾,虾耙子,虾公驼子,瀨尿虾,螳螂虾,虾蛄

节肢动物 未列入

特点:性情凶猛,攻击时相当有力,可击碎玻璃

皮皮虾拉丁学名Oratosquilla oratoria,中国沿海均有,最常见的品种是虾蛄科、口虾蛄属的皮皮虾。皮皮虾多穴居,常在浅海沙底或泥沙底掘穴,穴多为“U”字形。口足类动物为肉食性,多捕食小型无脊椎动物。此类动物能以尾肢摩擦尾节腹面或以掠肢打击而发声。皮皮虾性情凶猛,视力十分锐利。由于善于游泳,因此其猎物大部分为...

中华旌蛉

中华旌蛉

节肢动物 二级

特点:后翅特化,像是飘带或丝线,飞行时像敦煌壁画中的飞天女

中华旌蛉拉丁学名Nemopistha sinica,是我们国内已知的、唯一的一种旌蛉。2022年5月28日,高黎贡山国家级自然保护区泸水管护分局工作人员在泸水辖区内首次拍摄到国家二级野生保护动物——中华旌蛉,这是中国农业大学杨集昆教授在1986年发表中华旌蛉的标本记录后,时隔36年在泸水境内首次拍摄到的中华旌蛉活体视频图片,无论...

中华蛩蠊

中华蛩蠊

节肢动物 一级

特点:雌虫有发达的刀剑状产卵器

中华蛩蠊(学名:Galloisiana sinensis)是蛩蠊科、蛩蠊属昆虫,无亚种。中华蛩蠊是一种杂食性昆虫,主要食物为植物(苔藓)和小虫。中华蛩蠊的活动时间在夜晚,主要活动方式为爬行,行动敏捷。中华蛩蠊为卵生成长,因为成虫无翅,所以变态显得不明显。雌虫一次产1枚卵,卵黑色,选择的产卵地多在土壤中、石块下或者是苔藓里...

墨脱缺翅虫

墨脱缺翅虫

节肢动物 二级

特点:雄虫第8腹节腹板后部中央4枚毛的排列为梯形

墨脱缺翅虫(学名:Zorotypus medoensis)是缺翅虫科、缺翅虫属昆虫类动物,无亚种。墨脱缺翅虫缺翅型与中华缺翅虫极为相近,它们除了雄性外生殖器解剖之后有些区别之外,最为明显的区别是墨脱缺翅虫雄虫第8腹节腹板后部中央4枚毛的排列为梯形,阳茎先端延长,并逐渐尖锐;而后者第8腹板后部中央4枚毛的排列呈弧形,阳茎先端...

中华缺翅虫

中华缺翅虫

节肢动物 二级

特点:深褐色,头部正面观近三角形

中华缺翅虫(学名:Zorotypus sinensis)是缺翅虫科、缺翅虫属昆虫类动物。1973年,该昆虫由中国生物学家黄复生教授首先发现,并正式定名为“中华缺翅虫”。中华缺翅虫生活史复杂,为不完全变态发育。喜欢生活于枝叶茂盛、阴暗潮湿的原始常绿阔叶林内的风析木、死树等的树皮下,单个或集群生活。主要以真菌孢子及螨类为食。...

棘角蛇纹春蜓

棘角蛇纹春蜓

宽纹北箭蜓

节肢动物 二级

特点:是捕食蚊子的好猎手

棘角蛇纹春蜓(学名:Ophiogomphus spinicornis)是春蜓科、蛇纹春蜓属昆虫。棘角蛇纹春蜓成虫善于飞翔,不仅远途飞行有耐力,而且飞行技术高超,它们可以“定点”飞行,即在一个地方“静止”地飞,不前行也不后退。棘角蛇纹春蜓主要以小昆虫为主食,是捕食蚊子的好猎手。棘角蛇纹春蜓一般以卵或稚虫在水中越冬,少数种类成...

扭尾曦春蜓

扭尾曦春蜓

尖板曦箭蜓,曲尾春蜓,Heliogomphus retroflexus

节肢动物 二级

特点:是有益于人类的一类重要的天敌昆虫和水质环境的指示昆虫

扭尾曦春蜓(学名:Heliogomphus retroflexus)是春蜓科、曦春蜓属昆虫,无亚种。扭尾曦春蜓一般在白昼活动于稚虫生活的环境附近。常在河塘、溪流处飞翔。雌性扭尾曦春蜓喜欢待在远离水源的地方,例如森林附近,它在那里更容易获取食物。扭尾曦春蜓一般以卵或稚虫在水中越冬,少数种类成虫也可冬眠。扭尾曦春蜓属不完全变态...

伟铗(虫八)

伟铗(虫八)

节肢动物 二级

特点:成虫长而宽厚,缺眼无翅,头为黄色,呈梯形,前窄后宽

伟铗(虫八:pa一声)(学名:Atlatsjapyx atlas)是双尾目的一种大型昆虫。以腐殖质、菌类和微小动物为食。列入中国《国家重点保护野生动物名录》二级。保护野生动物,杜绝野味。维护生态平衡,人人有责!...

寄居蟹

寄居蟹

寄居虾,白住房,干住屋

节肢动物 无危

特点:寄居蟹常常吃掉贝壳等软体动物,把人家的壳占为己有,这就是寄居蟹的名字的由来。

寄居蟹是十足目寄居蟹总科和陆寄居蟹总科的概称。常见的寄居蟹可分为三大类:活额寄居蟹科、寄居蟹科和陆寄居蟹科。世界上现存500多种寄居蟹,绝大部分生活在水中,也有少数生活在陆地。更有一些寄居蟹不再寄居在甲壳里,而是发展出了类似螃蟹的硬壳,也叫硬壳寄居蟹,著名的椰子蟹即属此类。堪察加拟石蟹(阿拉斯加帝王蟹)...

河虾

河虾

青虾、日本沼虾

节肢动物 无危

特点:

河虾广泛分布于我国江河、湖泊、水库和池塘中的河虾,是优质的淡水虾类。肉质细嫩,味道鲜美,营养丰富,是高蛋白低脂肪的水产食品,颇得消费者青睐。河虾的营养价值1.虾营养丰富,且其肉质松软,易消化,对身体虚弱以及病后需要调养的人是好的食物;2. 虾中含有丰富的镁,镁对心脏活动具有重要的调节作用,能很好的保护心血...

小龙虾

小龙虾

红螯虾、克氏原螯虾、淡水小龙虾、红色沼泽螯虾

节肢动物 无危

特点:雄性龙虾的前外缘有一鲜红的薄膜,十分显眼。雌性则没有此红色薄膜,因而这成为雄雌区别的重要特征。

小龙虾是淡水经济虾类,通常携带肺吸虫,因肉味鲜美广受人们欢迎。因其杂食性、生长速度快、适应能力强而在当地生态环境中形成绝对的竞争优势。 其摄食范围包括水草、藻类、水生昆虫、动物尸体等,食物匮乏时亦自相残杀。小龙虾近年来在中国已经成为重要经济养殖品种。在商业养殖过程中应严防逃逸,尤其是严防逃入人迹罕至的...

龙虾

龙虾

大虾、龙头虾、虾魁、海虾

节肢动物 无危

特点:体型是虾类中最大的一类。最重的能达到5公斤以上,人称龙虾虎。

龙虾(学名:Palinuridae)是节肢动物门软甲纲十足目龙虾科下物种的通称。龙虾科包括11属:龙虾属Panulirus、岩龙虾属 Jasus、长须龙虾属 Justitia、脊龙虾属Linuparus、鳞龙虾属 Nupalirus、毛龙虾属Palinurellus、真龙虾属 Palinurus、钝龙虾属Palinustus、原龙虾属 Projasus、游龙虾属Puerulus、塔斯马尼亚龙虾属 Sagmar...