昆蟲學概論

前言：
本書前一版本（第三版）問世五年以來，昆蟲學的內容重心有了不少主要改變。全球商業（自由貿易）熱絡帶來許多意外乘客，包括許多潛在或實際危及我們農作物、園藝植物及健康的害蟲。為防止進一步入侵，我們的在港口、機場與國界加強監控，建立稱為生物安檢的措施。越來越多昆蟲學者受雇於防檢疫與生物安檢單位，致力於預測威脅、利用鑑識法鑑定害蟲，並分辨哪些是新來到的種類。害蟲入侵並立足雖然難以避免，對牠們進行調查與設法防治則是必要的。本新版將論及一些新浮現昆蟲威脅，以及牠們所帶來的疾病。
日益成熟的分子技術應用在許多昆蟲學領域的情形日漸普遍，涵蓋利用基因體研究尋求瞭解行為基礎到使用分子鑑識及序列資料解析此一世界上歧異度最高類群的系統發育。雖然本書不適於詳細陳述此快速發展的領域，但本書介紹了許多分子研究的成果，尤其是當我們試圖從不同演化關係想法中尋找共識時，不過儘管有訊息的分子標記已累積出大量序列資料，許多問題仍未解決。此外，越來越多昆蟲的粒腺體基因體已經完整定序完成，而有完整核基因體定序資料的種類也不斷增加，使比較性研究得以深入進行。例如在發育與訊息研究方面，「關閉」某些基因並觀察結果已帶來不少重要洞見。新的分子資訊不可避免地會改變關於昆蟲親緣關係、生理及行為研究的某些觀點，即便是在本書完稿與付梓間的短期內也發生改變，因此我們只介紹已經充分受支持的觀點。
在這個版本中，我們將介紹主要分類群（傳統各目）的專欄以新知修訂並從將之從要生態習性所屬的章節拉到書末，讓它們方便查閱。我們採用目前親緣關係分析所得的最佳判斷，並對部分類群進行新的目級分類。證據高度支持(a)白蟻（「等翅目」）其實是蟑螂（蜚蠊目），而(b)寄生蝨（「蝨目」）是從自由生活的嚙蟲與書蝨演化來的，(c)跳蚤（蚤目）則是由長翅目演化來的。我們討論（並利用系統樹圖示）這些發現的演化意義及分類應用。
現在的版本新增了18個新專欄，包括養蜂場的頭條：非洲化蜜蜂與蜂群崩潰失調、蜂狼（大頭泥蜂）之微生物性防禦及與人類健康有關的蚊帳使用、床蝨的再猖獗、登革熱及西尼羅病毒。新專欄還包括昆蟲學家如何辨識物種、重要的水生昆蟲、能量流動、火鶴蝨子的演化關係等。關於新出現害蟲的一些案例研究也作了介紹，例如正在催毀北美林木的翡翠鑽木吉丁蟲及其他威脅美國農作物的昆蟲（淺褐蘋果捲蛾、柑橘木蝨及果實蠅）。我們也提及太平洋地區以傳統生物防治手段控制透翅葉蟬的驚人成功，為這種害蟲防治手段的重生提供希望。
本新版有一大半是在澳大利亞寫的。我們感謝坎培拉澳大利亞國家大學生物學院的植物與動物學系每一位成員的慷慨與陪伴，在那兒我們以訪問學者的身分待了十個星期。我們也感謝 Frances FitzGibbon 在我們滯留期間的好客款待，尤其是讓我們使用有著許多禽鳥、不時出現之袋鼠的澳洲森林美景的客房。我們在加州大學戴維斯分校的本系昆蟲系及行政部門同意給我們三個月休假，讓我們可以安心修改書稿。我們感謝系上行政人員在我們撰寫本書時的支持，尤其是 Kathy Garvey 在繪圖上的協助。我們也感謝世界各地同儕（依字母順序）提供了許多昆蟲生物學及系統學方面的資訊與意見：Eldon Ball、Stephen Cameron、Jason Cryan、Mark Hoddle、Kevin Johnson、Bob Kimsey、Karl Kjer、Klaus-Dieter Klass、Ed Lewis、Jim Marden、Jenny Mordue、Geoff Morse、Laurence Mound、Eric Mussen、Laurence Packer、Brad Sinclair、Vince Smith 及Shaun Winterton。在此順帶強調一點：本書中的詮釋及事實錯誤純屬是我們自己的錯誤。我們還感謝 Haley Bastien、Sarah Han、Nick Herold 及 Scott McCluen 協助編撰目錄。
特別重要的是，Karina McInnes 的高超昆蟲學筆墨技法給了本書一系列精美繪圖，抓住許多昆蟲特徵的精髓、詳細描繪了人類世界的朋友與敵人，以及牠們的生活。
我們也感謝 Wiley-Blackwell 的工作人員，尤其是 Ward Cooper、Rosie Hayden 及 Delia Sandford 的長期支持及優質服務。我們更榮幸有 Nik Prowse 幫本版做專業編輯的工作。

第四版序言　 iii
第三版序言　 v
第二版序言　 vii
第一版序言及致謝　 ix
 
1昆蟲的重要性、多樣性及保育　 1
1.1什麼是昆蟲學　2
1.2昆蟲的重要性　2
1.3昆蟲的生物多樣性　 4
1.4昆蟲的命名和分類　 8
1.5通俗文化與商業裡的昆蟲　 9
1.6作為食物的昆蟲　 11
1.7飼養昆蟲　14
1.8昆蟲的保育　15
延伸閱讀　 22
2外部構造　 23
2.1表皮　24
2.2分節與體區化　30
2.3頭部　32
2.4胸部　42
2.5腹部　50
延伸閱讀　 52
3內部構造與生理　 53
3.1肌肉與運動　54
3.2神經系統及協調　 60
3.3內分泌系統與激素的功能　 63
3.4循環系統　67
3.5氣管系統和氣體交換　 70
3.6腸、消化與營養　 74
3.7排泄系統與廢物排除　 82
3.8生殖器官　85
延伸閱讀　 89
4感覺系統和行為　 91
4.1機械性刺激　92
4.2溫度刺激　101
4.3化學刺激　103
4.4昆蟲視覺　113
4.5昆蟲行為　118
延伸閱讀　 120
5生殖　 121
5.1兩性相遇　122
5.2求偶行為　124
5.3性選汰　124
5.4交尾　126
5.5 生殖器形態的多樣性　 132
5.6 精子貯存、受精及性別決定　 135
5.7 精子競爭　138
5.8 產卵　140
5.9 卵胎生及胎生　143
5.10 非典型生殖模式　 145
5.11 生殖的生理控制　 148
延伸閱讀　 149
 
6 昆蟲發育與生活史　 151
6.1 生長　152
6.2 生活史的樣式與階段　 156
6.3 蛻皮的過程與控制　 164
6.4 化性　168
6.5 滯育　169
6.6 對極端環境的應對　 170
6.7 遷移　173
6.8 多型性與多表現性　 174
6.9 年紀分級　176
6.10 環境對發育的影響　 178
6.11 氣候與昆蟲分布　 183
延伸閱讀　 187
7昆蟲系統學：親緣關係與分類　 189
7.1 系統學　190
7.2 現生六足類　198
7.3 內口綱：原尾目（原尾蟲）、彈尾目
（跳蟲）、雙尾目（雙尾蟲）　 201
7.4昆蟲綱（真昆蟲）　 201
延伸閱讀　 221
8 昆蟲生物地理及演化　 223
8.1 昆蟲生物地理　224
8.2 昆蟲之古老性　225
8.3 最早的昆蟲是水生還是陸生的？　 230
8.4 翅的演化　232
8.5 變態的演化　234
8.6 昆蟲的分化機制　 236
8.7太平洋之昆蟲演化　 237
延伸閱讀　 239
9 土棲昆蟲　 241
9.1 落植質與土中的昆蟲　 242
9.2 昆蟲與死樹或腐朽中的木頭　 247
9.3 昆蟲與糞便　249
9.4 昆蟲－死屍的交互作用　 251
9.5昆蟲－真菌的交互作用　 251
延伸閱讀　 256
10 水棲昆蟲　 257
10.1 分類分布與術語　 258
10.2 水棲生活模式的演化　 258
10.3 水棲昆蟲及其供氧　 263
10.4 水域環境　268
10.5 利用水棲昆蟲作環境監測　 271
10.6 功能取食群　272
10.7 暫時性水體中的昆蟲　 273
10.8洋、潮間帶及河口地帶的昆蟲　 274
延伸閱讀　 275
11 昆蟲與植物　 277
11.1 昆蟲與植物間之共同演化作用　 279
11.2 植食性　279
11.3 昆蟲及植物的繁殖生物學　 298
11.4棲息於特化植物構造內的共生昆蟲　 303
延伸閱讀　 306
12 昆蟲社會　 307
12.1 昆蟲的亞社會性　 308
12.2 昆蟲的真社會性　 312
12.3 社會性昆蟲的客居生物及寄生生物　 330
12.4 真社會性的演化與保持　 333
12.5真社會性昆蟲的成功　 337
延伸閱讀　 337
13 昆蟲的捕食和寄生　 339
13.1 獵物／寄主之定位　 340
13.2 獵物／寄主之接受與操縱　 346
13.3 獵物／寄主選擇與專一性　 351
13.4 族群生物學：捕食者／擬寄生者與獵物／寄主的豐富度　 360
13.5 昆蟲捕食性及寄生性在演化上的成功　 362
延伸閱讀　 363
14 昆蟲防禦　 365
14.1 隱藏防禦　367
14.2 第二線防禦　370
14.3 機械性防禦　371
14.4 化學防禦　372
14.5 擬態防禦　377
14.6聚集性及社會性昆蟲的集體防禦　 380
延伸閱讀　 384
15 醫用及家畜昆蟲學　 385
15.1 昆蟲造成的騷擾及恐懼　 386
15.2 毒液及過敏　386
15.3 昆蟲作為疾病的病因及媒介　 389
15.4 疾病發病週期的通則　 389
15.5 病原　390
15.6法醫昆蟲學　405
延伸閱讀　 406
16 蟲害管理　 407
16.1 被當成害蟲的昆蟲　 408
16.2 殺蟲劑的影響　 413
16.3 害蟲綜合管理　 417
16.4 化學防治　418
16.5 生物防治　424
16.6 寄主植物對昆蟲的抗性　 434
16.7 物理防治　437
16.8 耕作防治　437
16.9 費洛蒙及其它昆蟲誘引劑　 438
16.10昆蟲害蟲之遺傳操縱　 440
延伸閱讀　 441
17昆蟲學研究法：採集、保存、蒐
藏與鑑定　 443
17.1 採集　444
17.2 保存與蒐藏　447
17.3鑑定　457
延伸閱讀　 460
 
分類專欄　 461
分類專欄1內口綱 (Entognatha)：非昆蟲六足類 (non-insect hexapods)〔彈尾
目，雙尾目與原尾目 (Collembola, Diplura, and Protura)〕　 461
分類專欄2古口目 (Archaeognatha)或石蛃目 (Microcoryphia)〔石蛃 (bristletails)〕　
463
分類專欄3 衣魚亞目 (Zygentoma)〔衣魚 (silverfish)〕　 464
分類專欄4蜉蝣目 (Ephemeroptera)〔蜉蝣 (mayflies)〕　 465
分類專欄5蜻蛉目 (Odonata)〔豆娘 (damselflies)和蜻蜓 (dragonflies)〕　 466
 

 
分類專欄6 .翅目 (Plecoptera)〔石蠅 (stoneflies)〕　 468
分類專欄7革翅目 (Dermaptera)〔蠼. (earwigs)〕　469
分類專欄8紡足目 (Embioptera/ Embiidina)〔足絲蟻 (embiopterans/ webspinners)〕　 470
分類專欄9
缺翅目 (Zoraptera)〔缺翅蟲 (zorapterans)〕　 471
分類專欄10直翅目 (Orthoptera)〔蚱蜢、蝗蟲、螽蟴和蟋蟀 (grasshoppers, locusts, katydids, and crickets)〕　 471
分類專欄11竹節蟲目 /目 (Phasmatodea)〔竹節蟲或葉 (phasmids, stick-insects or walking sticks)〕　472
分類專欄12蛩蠊目 (Grylloblattodea /Grylloblattaria / Notoptera)〔蛩蠊 (grylloblattids, or ice or rock crawlers)〕　 474
分類專欄13螳目 (Mantophasmatodea)〔螳 heelwalkers)〕　 474
分類專欄14螳螂目 (Mantodea)〔螳螂 (mantids, mantises, or praying mantids)〕　476
分類專欄15蜚蠊目 (Blattodea)：蟑螂科群 (roach families)〔蟑螂 (cockroaches
or roaches)〕　 476
分類專欄16蜚蠊目 (Blattodea)：白蟻上科 (epifamily Termitoidae)〔從前的等
翅目 (former order Isoptera)；白蟻 (termites)〕　 478
分類專欄17嚙蟲目 (Psocodea)：嚙蟲亞目 (Psocoptera)〔樹蝨 (bark lice)、書蝨 (book lice)〕　 479
分類專欄18嚙蟲目 (Psocodea)：寄生蝨亞目(Phthiraptera)〔咀嚼蝨 (chewing lice、吸收蝨 (sucking lice)〕　 480
分類專欄19纓翅目 (Thysanoptera)〔薊馬 (thrips)〕　 481
分類專欄20半翅目 (Hemiptera)〔.象 (bugs)、蟬 (cicadas)、葉蟬 (leafhoppers)、飛蝨 (planthoppers)、沫蟬 (spittle bugs)、角蟬 (treehoppers)、蚜蟲 (aphids)、木蝨 (jumping plant lice)、介殼蟲 (scale insects)、粉蝨 (whiteflies)〕　 482
分類專欄21脈翅總目 (Neuropterida)：脈翅目 (Neuroptera)〔草蛉 (lacewings)、長角蛉 (owlflies)、短角蛉／蟻師 (antlions)〕、廣翅亞目 (Megaloptera)〔石蛉／齒蛉 (dobsonflies)、泥蛉 (alderflies)、魚蛉 (fishflies)〕、蛇蛉亞目 (Raphidioptera)〔蛇蛉 (snakeflies)〕　 484
分類專欄22鞘翅目 (Coleoptera)〔甲蟲 (beetles)〕　 487
分類專欄23撚翅目 (Strepsiptera)〔撚翅蟲 (strepsipterans)〕　 488
分類專欄24雙翅目 (Diptera)〔蠅、蚊、蚋 (flies)〕　 490
分類專欄25長翅目 (Mecoptera)〔蚊蠍蛉 (hangingflies)、蠍蛉 (scorpionflies)、雪蠍蛉 (snowfleas)〕　 491
 
分類專欄26蚤目 (Siphonaptera)〔跳蚤 (fleas)〕　 492
分類專欄27毛翅目 (Trichoptera)〔石蠶蛾 (caddisflies)〕　 494
分類專欄28鱗翅目 (Lepidoptera)〔蛾與蝶 (moths, butterflies)〕　 495
分類專欄29膜翅目 (Hymenoptera)〔螞蟻 (ants)、蜜蜂 (bees)、胡蜂 (wasps)、葉蜂 (sawflies)、樹蜂 (wood wasps)〕　 497
詞　　彙　 499
參考文獻　 527
索　　引　 535
附錄 A：各目參考入門　 559