昆虫视觉研究进展论文

《果蝇看到了什么? 我科学家揭开昆虫视觉之谜》 在处理视觉信息的机制上，昆虫竟然和高等动物类似，这在科学史上还是第一次得到证明。唐世明说，他们的发现在认识动物的视觉机制上走出了“一小步”。 如果你认识了一个人，那么无论他穿什么衣服，离你或远或近，甚至没有面对着你，你是否都能把他认出来？ 答案似乎是肯定的。但究竟是什么样的神经活动使人类能够做到这样？ 这个在普通人看来有些“不可理喻”的问题———生物学上将其称为“视觉不变性”，却一直是科学上的难题。 “人的神经细胞实在太多了，粗略估计，有1010个，目前还找不到一种可行的方法同时监测这么多神经细胞的活动。”中科院生物物理研究所唐世明研究员说。但是，他最近对果蝇视觉的一个重要发现，可能为这方面的研究提供了新的启示。

据中科院生物物理所有关领导介绍，唐世明的原创性仪器研制和崭新的实验模式，不仅为他的研究目的打下了良好的方法学基础，而且是具有自主知识产权的发明，打破了德国人对该项技术的垄断，使我国在该领域中的系列研究得以在国内完全独立地开展。 据科学家们介绍，视觉不变性背后隐藏着深奥的神经机制，目前人类还不能从本质上解释视觉不变性，这也是理解脑最主要的障碍之一。视觉不变性的神经机制研究将揭示概念如何形成、如何储存，有了概念才有思维和内心世界的构建，因而视觉不变性研究将是理解脑之智慧的关键和切入点。 一篇以中国科学院生物物理研究所为第一通讯联系单位，以该所年仅33岁的青年科学家唐世明为通讯作者和第一作者的题为“果蝇的视觉模式识别具有视网膜位置不变性”的论文发表在8月13日出版的第305期美国《科学》杂志上。据悉，该项研究发现和证明了果蝇的视觉具有位置不变性，这一研究成果改变了人们以往对昆虫视觉的理解，表明果蝇脑具有复杂的视觉信息处理机制，使昆虫视觉与脊椎动物视觉在认知层面上统一起来。 人们普遍认为，生物的视觉不变性包括同样的图案出现在视野的不同位置仍能被识别即位置不变性(或称平移不变性)，图案按比例缩放后仍能被识别即大小不变性，图案旋转一定角度后仍能被识别即旋转不变性等。高等动物特别是人具有视觉不变性，这是视觉最基本的特征之一，但是这种重要的生物特性在低等动物中没有被发现。以前人们认为果蝇的脑简单，只能按模板匹配识别图形，如果遇到同样目标、位置稍微变一点就认不出来了，相关研究也认为蚂蚁用左眼不能认出右眼看过的东西。中科院生物物理研究所唐世明组取得的该项研究成果改变了这一说法，发现果蝇视觉具有平移不变性，或者说果蝇也是按图形的特征进行识别的，而非以前人们认为的按样板进行比对，这一成果对于视觉神经机制研究及进化论哲学认识上都有重要的启示。

动物视觉原理是怎样演化的？远古动物与现生动物眼睛有何变化？施普林格·自然旗下开放获取期刊《科学报告》最新发表一项古生物学研究论文称，来自4.29亿年前的一个三叶虫化石眼睛的内部结构几乎与现代蜜蜂的眼睛一模一样。这一研究结果表明，许多现代昆虫和甲壳动物眼睛的视觉原理至少已有5亿年的历史。

论文通讯作者、德国科隆大学(Brigitte Schoenemann)布里吉特·肖内曼和英国爱丁堡大学尤安·克拉克森(Euan Clarkson)合作，利用数字显微技术重新检验了一个1846年在捷克发现的三叶虫(Aulacopleura koninckii)化石。

该化石高1-2毫米，头部后侧有两个凸起的半椭圆眼睛，其中一个已经破裂。他们报告的一些内部结构与许多现代昆虫和甲壳动物的复眼结构类似，包括其名为小眼的视觉单元(直径35微米)，其中包含了聚集在感杆束这种透明管束周围的感光细胞。

论文作者认为，环绕每个视觉单元的深色环由色素细胞组成，这些色素细胞在视觉单元之间充当屏障。每个视觉单元表面有一个厚晶状体，剩下的部分是一个扁平的晶锥，光会先经过这个晶锥，再聚焦到感杆束上。

视觉单元很小说明该三叶虫化石曾生活在明亮的浅水域，可能在白天较为活跃，因为直径较小的晶状体在明亮环境下的捕光效率较高。视觉单元之间存在色素细胞屏障，说明这个三叶虫曾拥有马赛克视觉，每个视觉单元贡献了整体画面的一小部分，类似于许多现代昆虫和甲壳动物的复眼。

论文作者总结说，他们的研究结果表明，许多复眼的结构和功能自古生代(5.42亿至2.52亿年前)以来几乎没有变化，这为了解三叶虫的远古生命提供了新的认知。

观赏昆虫学的研究感想摘 要：本文是作者对观赏昆虫和观赏昆虫学课程内容的介绍以及作者对于观赏昆虫学课程的感想。同时也简要介绍了观赏昆虫学的研究方法、昆虫的采集与捕捉及标本制作等方面的内容。 关键词：观赏昆虫、观赏昆虫学、感想、昆虫资源、采集昆虫在我国，观赏昆虫有着十分悠久的历史，早在唐代就已有了蓄养蟋蟀、听鸣观斗的活动。而历代文人墨客也似乎对这些小虫有着特别的偏爱，吟诗作画常以昆虫为对象，留下不少传世佳作。人们以虫寄情，以情赏虫，充分展现了中华氏族特有的浪漫与博爱，形成了中国独特的虫文化。近年来，随着人民物质生活水平的提高，文化活动日趋丰富多彩，观赏昆虫这一活动越来越受到人们的欢迎和喜爱。鉴于此，我们尝试将民间观赏昆虫的经验总结与现代科学理论相结合，写成本文，目的是使大家对观赏昆虫有个基本了解，并通过观赏昆虫的活动增加知识、开阔视野、陶冶性情，充分领略大自然的奇妙。一、观赏昆虫学课程简介我们学校的观赏昆虫学课程由生物安全科学技术学院开设，肖铁光教授主讲。这是一门选修的课程。为30个学时。使用教材为中国农业出版社出版的《观赏昆虫大全》一书。课程全部采用多媒体教学，课程安排中除在教室上课外，还有两个学时的参观校标本馆。课程结束后，学生须上交10只捕捉的昆虫作为标本。课程由有趣的昆虫外部结构、错综复杂的昆虫体内世界、昆虫的生物学、观赏昆虫的分类、昆虫疾病、昆虫人工饲料、虫—食品、药品、毒品、虫文化赏趣、方寸之中话昆虫、空中“骄龙”—蜻蜓、乡谣俱乐部—鸣虫、忠勇无敌大将军—蟋蟀、大自然的舞姬― 蝴蝶、独角仙、田园番独特景观。台湾开发的“虎山溪观萤”,日本每年6月上旬举办的“萤火虫祭”,吸引了众多游客。也可在宾馆、舞厅等娱乐场所,集萤火虫于特制的玻璃瓶中,当娱乐达到高潮时,突然断电,释放萤火虫,萤光闪闪,似流线舞动,另是一番景象。中国人对昆虫鸣声的注意和欣赏已有2000多年的历史了,在唐朝前的很长一段时期,人们仅仅是欣赏各种野外昆虫优美动听的鸣声。从唐朝开始,人们则将鸣虫作为宠物蓄养在各种笼器内,以便随时随地聆听这一独特的音乐。在蓄养鸣虫的过程中,人们发现有几种蟋蟀不仅善鸣,而且好斗,从此斗蟋便成了一项相当普遍的娱乐活动。如果将这些善鸣、好斗昆虫,集中饲养,适时对外开放,使人们在工作之余,细细倾听这一独特的虫国乐章或观看斗蟋的激烈场面,将是又一奇妙享受。昆虫不仅与人类的衣、食、住、行密切相关,而且与人们的精神生活休戚相关,从文字到语言,从神话到传说,从绘画到诗篇,从战争到政治,从恋爱到婚姻,从娱乐到破案,从邮票到服装,从塔碑到航天……几乎无处不有昆虫的身影,无处不渗透着与之相关的知识。如果能建一处昆虫馆,聚昆虫趣味、知识于一室,将会拓宽人们的知识视野,激发人们热爱大自然的情操。观赏昆虫能给人以美感，可供赏玩、娱乐以增添生活情趣，开阔视野，陶冶性情，从而有益于身心健康。观赏昆虫还有益于增加人们对自然资源的保护意识，维护生态平衡，保护昆虫多样性，特别是对珍稀、濒危资源昆虫的保护和合理开发利用，并使之产生较大的经济效益。（三）开发和利用中存在的问题目前群众对观赏昆虫资源尚缺乏一定知识，对昆虫的乱捕滥杀或以商业经销标本为目的大最捕采屡有发生，造成观赏昆虫资源的严重破坏。所以在观赏昆虫活动中，应有正确的娱乐观;合理适度开发利用观赏资源昆虫，开发与保护并重，以保护促开发，使观赏昆虫这类自然资源更好地为人类服务。八、湖南农业大学昆虫标本馆湖南农业大学昆虫标本馆兴建于2001年，原址在老图书馆三楼，只有80余平方米，馆藏标本多为农业害虫。随着学校规模的扩大，为了满足教学与科研的需要，后来在老图书馆一楼扩建了新馆，现已形成占地面积140多平方米，馆藏昆虫20余万只，包括昆虫世界、蝴蝶王国、多媒体放映厅三大场馆在内的综合性科普教育基地。标本馆自建成以来，先后接待了包括长沙市教育局等20多个团体在内的数以万计的校内外人士参观、访问和学习，在校学生的参观人次更是难以胜数。曾先后受到湖南卫视、湖南经视、湖南教育频道、经贸频道以及东方新报等多家大型媒体的关注、报道，并于2004年被授予“湖南省科普教育基地”称号。昆虫馆场馆面积158㎡，馆藏标本20多万号。 静态昆虫展出标本1700多种，8000余号，其中数目较多的有鞘翅目39个科；鳞翅目38个科；膜翅目31个科；同翅目14个科；半翅目12个科；晴蜒目9个科；双翅目8个科；直翅目6个科；等翅目1个科；螳螂目1个科；革翅目1个科；脉翅目1个科；拈翅目1个科等。以教学、科研为主，对校内外各界人士免费开放。建馆以来，在为教学科研提供支持的同时，也为昆虫爱好者进行经验交流提供了场所，激发了参观者热爱昆虫，研究昆虫的热情，在加强广大学生自然观、生态观宣传教育方面发挥了积极作用。后期开展的昆虫知识讲座更是吸引了众多人员前来参观学习，人们在参与欣赏昆虫艺术展（蝶画、翅画、蝴蝶工艺品）当中，开阔了视野，陶冶了情操。现在，新的昆虫标本馆正在建设中，我们观赏昆虫学课程的同学们有幸作为第一批人员参观了新的标本馆。首先我们来到了位于老图书馆一楼的肖铁光老师的昆虫标本制作室，这里制作出来的标本正在源源不断的向新标本馆迁移。新的标本馆位于文渊阁的四楼，同在四楼的还有我们学校的动物标本馆、土壤和岩石标本馆。昆虫馆的新馆实际上是原来农业生物图书书库，不过现在经过装修后已经焕然一新，新馆的面积更大，展位更多，因为还在建设中，许多标本还没有摆上展台，但是单单就摆上展台的这些标本来说，就已经让我们连声惊叹了。希望还有机会去参观！九、结束语我的论文不长，简单的介绍了许多关于昆虫和观赏昆虫的知识，希望大家在读后能够增长一下对观赏昆虫的认识。学了这门课，收获很多，可不仅仅是弄清了一个区别而已，只是不知该怎么说。湖南观赏昆虫资源丰富,应在做好开发利用的宣传、教育工作的基础上,加强管理,科学规划,在保护的前提下合理地加以利用,并在利用的同时尽可能加以保护,以保证湖南观赏昆虫资源的可持续利用。参考文献 [1] 王音 周序国.《观赏昆虫大全》[M]，北京：中国农业出版社，1996[2] 李鹏翔.观赏昆虫[J]. 科学大众(中学版)，2001年12期[3] 龙中伟. 观赏昆虫采捕加工法[J]. 农村新技术，2000年06期[4] 郑立军 靳桂敏 杨新廷;. 观赏昆虫刍议[J]. 野生动物，2001年03期[5] 吴福泉. 观赏昆虫资源的开发利用[J]. 广东蚕业，1999年03期[6] 朱巽. 湖南观赏昆虫资源的利用研究[J]. 湖南第一师范学报，2007年04期[7] 高卫红. 另类宠物欣赏——观赏昆虫[J]. 畜牧兽医科技信息，2004年06期

没有关系，三叶虫存在的时间内还没有人类出现，而且根据科学研究表明两者之间并无任何联系。