一、蜉蝣是什么动物
蜉蝣，是最原始的有翅昆虫。和蜻蜓目可同分为古翅次纲，他们的翅不能折叠。蜉蝣目昆虫体形细长柔软，体长通常为3-27mm，触角短，复眼发达，中胸较大，前翅发达，后翅退化，腹部末端有一对很长的尾须，部分种类还有中央尾丝，稚虫水生，成虫不取食，寿命很短，最短仅一天而已。蜉蝣成虫不进食，蜕皮后，它们的消化道内充满了空气—最后一次蜕皮之前，中肠鱼端愈合起来，形成一个封闭的腊肠状的气球。
扩展资料：
由于很多种蜉蝣对缺氧和酸性环境非常敏感，因此一个地区的蜉蝣数量可以作为衡量这个地区环境污染的标尺。北美和欧洲多地的酸雨曾杀死了蜉蝣栖息地的幼虫，使当地鱼群的数量也随之减少―因为蜉蝣幼虫是鱼群的主要食物。
1675年，伟大的荷兰生物学家简·旺麦丹对一种蜉蝣做了详尽的描述,当时这种蜉蝣在荷兰的数量很丰富，但是现在，整个西欧都找不着这种蜉蝣的踪迹了，原因就是蜉的幼虫对环境污染的极端敏感。因此，蜉蝣的存在可以作为鉴定水体质量的重要标准。
二、蜉蝣目的主要特征
蜉蝣目具有古老而特殊的性状，是最原始的有翅昆虫，一生经历卵、稚虫、亚成虫、成虫4个时期。
蜉蝣目昆虫体形细长柔软，体长通常为3—27mm，触角短，复眼发达，中胸较大，翅2对或1对，膜质，大多前翅大后翅小，停歇时翅直立。腹部末端有一对很长的尾须，稚虫水生，咀嚼口器在成体时退化。
三、蜉蝣目的形态及生物学特征
1．1脉相及翅面的皱褶
现存蜉蝣前翅的纵脉主要包括：前缘脉C、亚前缘脉Sc、径脉R、前中脉MA、后中脉MP、前肘脉CuA和后肘脉CuP、臀脉A。除纵脉外，大多数类群还具有网状的横脉。除此之外，前翅还具一个亚前缘脉弓（subcostal brace）、各种闰脉以及缘闰脉。蜉蝣前后翅或多或少地呈现皱褶状，即像折叠扇面样的凹凸不平。另外，蜉蝣的Sc和Rs脉有时具非常明显的脉弱点。一般认为，蜉蝣脉相非常接近原始的昆虫脉相。
Kukalová-Peck提出一个昆虫翅脉的原始模式（Kukalová-Peck 1991）。在这一模式中，昆虫翅上具8对纵脉，分别为缘前脉PC（PCA+,PCP-），前缘脉C（CA+,CP-），亚前缘脉Sc（ScA+,ScP-），径脉R（RA+,RP-），中脉M（MA+,MP-），肘脉Cu（CuA+,CuP-），臀脉A（AA+,AP-），肩脉J（JA+,JP-）。每对脉的前一支为凸脉，后一支为凹脉，凸凹脉相间排列而使翅面呈现皱褶状。随着进化，在蜉蝣目中，PC、 C和ScA愈合成现今的前缘脉C。亚前缘脉弓由ScA+演化而来，它将C脉、Sc脉以及R1脉连接在一起。根据这一模式，蜉蝣目前翅脉相是非常原始的。
1．2翅的关节和翅位
由于缺乏有关的骨片和飞行肌，蜉蝣在停息的状态下只能将翅竖立于体背，而不能像新翅类一样将翅折叠于胸腹部的背面。这种观点见于多种资料中，但Kukalová-peck认为这种观点并不正确。她提出，在原始有翅类昆虫翅基周围具有一马蹄型环绕的骨片组，每块骨片的结构和形状大体相似。这些骨片组成4列8行，每一行对应于一条纵脉。这些骨片包含血管，最靠近翅的那一列存在着血窦，给8条纵脉供应血液（Kukalová-Peck 1991）。
在蜉蝣目，这些骨片发生不同程度的退化和愈合。蜉蝣目前翅的关节板由Sc、R和M脉基部与脉相邻的两列骨片愈合而成，Cu、A和J脉基部相应的骨片绞合在关节板的后方。另外两列骨片在古生代的蜉蝣中仍然存在，在现生蜉蝣中已不明显（Kukalová-Peck 1983,1997）。
与新翅类相比，蜉蝣目昆虫翅基的骨片（三块腋骨片Ax sclerites）以及相应的折叠肌肉和翅上肩脉处的褶痕（又称轭褶jugal fold）仍然存在，但由于骨片愈合，这些结构不再起作用，故蜉蝣在停息时翅是向背方垂直竖立的（Brodsky 1970）。
虽然蜉蝣目（古翅类）昆虫的前翅不能折叠，但与新翅类一样，这种模式仍然是一项进化性的特征。不能据此而认为新翅类的翅是由古翅类演化而来的。
1．3附肢
除了触角、口器、足和翅外，蜉蝣还具有另外一些附肢，如稚虫的7对鳃、成虫的尾铗以及腹末长而分节的2根尾须。这些结构从何而来？它们是否是同源的构造？
根据Kukalová-Peck提出的六足总纲Hexapoda足的原始模式，原始昆虫的足可能最少有11节，每一节的内外侧又具数目不定的肢突。现存蜉蝣的翅及稚虫的鳃为第1节（epicoxa）的扁平外突（flattened exite），而第1节本身成为围绕外突（或翅）的骨片。蜉蝣的足、尾铗、两根尾须则具有另外的共同起源，即为真正的足。蜉蝣的阳茎则为第10腹节附肢转节的内突（trochanter endites）。有些蜉蝣胸足基节基部的鳃也相当于基节的内突。而中尾丝为第11腹节的末端延伸物（Kukalová-Peck 1991；Brinck 1957）。
关于翅的起源有存在数种假说，如背板起源说、鳃起源说和针突起源说。根据Kukalová-Peck的意见，蜉蝣稚虫腹部的鳃与胸部的翅同源（Kukalová-Peck 1978，1991）。因为：1.一些蜉蝣稚虫鳃的形态和结构与翅非常相似：前缘骨化加厚、都有气管、都为扁平叶状结构；2.鳃和翅都是按节排列的，并且都由相同的肌肉控制，有些蜉蝣的鳃有很强的活动能力； 3.蜉蝣稚虫的头胸部除翅外绝没有扁平的鳃样结构； 4.鳃与翅均着生于下基节（subcoxa）和背板之间、气门之上； 5.一些现生蜉蝣成虫在腹部仍然保留着似翅的“鳃”样残迹（?tys& Soldán 1980）。
蜉蝣可能起源于衣鱼类Zygentoma（陈世骧 1955；谭娟杰 1980；Wigglesworth 1973）。它们都具长而分节的尾丝。
长而分节的尾丝能够保留下来可能与蜉蝣目独特的生活习性，如成虫不食而食道内贮满空气、身体比重较小、有独特的交尾行为（Brinck 1957）、雄成虫前足较长等等有关，在空中飞行时可能有一定的保持平衡的作用（Wigglesworth 1973）。
1．4口器
舌分三叶，以及下颚的内颚叶与外颚叶愈合据认为是蜉蝣的一个原始特征（Hennig 1981）。
1．5口器和前足基部的鳃
除了腹部的鳃外，蜉蝣目中的短丝蜉总科与扁蜉总科中的部分种类在下颚、下唇、前足和中足的基部具丝状的鳃。这种类型的鳃还发现于部分礻责翅目，蜻蜓目和毛翅目（?tys& Soldán 1980）。根据Kukalová-Peck的解释，这种类型的鳃很可能是由原始附肢基部的肢突演变而来（Kukalová-Peck 1991）。
1．6细裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亚科复眼
细裳蜉科Leptophlebiidae Atalophlebiinae亚科蜉蝣上半部分复眼的小眼为四方形。在节肢动物中，只有甲壳纲Crustacea部分种类具四方形的小眼。Peters& Gillies（1995）报道这种类型的小眼是一种衍生性状，而六角形的小眼为原始性状（Peters& Gillies 1995）。关于这一特征为什么仅在蜉蝣目和甲壳纲中出现还有待于深入研究。 2．1翅内气管
Whitten报道，蜉蝣目昆虫的前后翅由不同的气管通入，即前翅内气管来自一个气门，而后翅的气管来自后一气门。换言之，蜉蝣翅内气管的来源严格限制于不同体节。这种状况与原始模式非常接近，因而比其它有翅类更加原始。在其它有翅类，前后翅的气管来自两个气门，前后翅的前缘脉至中脉的气管来自前气门，而前后翅的肘脉至臀脉来自后气门（Whitten 1962）。
2．2翅脉内的血液环流
蜉蝣翅内的血液流动方向与其它昆虫没有区别，但进出翅内的血液流动却是间断的。这种例外的情况可能与原始的翅基具较大的血窦有关。而翅基具较大的血窦是古生代昆虫具有的一个原始特征（Kukalová-Peck 1978）。
2．3生殖系统
蜉蝣具有端滋性输卵管，生殖系统各部分都没有附属腺体，雌雄生殖孔成对开口于体外，无产卵器(Landa 1969）。根据一般理解，这些都是比较原始的特征。
2．4精子
根据Baccetti et al.报道和梁爱萍（1999）综述，双翼二翅蜉Cloeon dipterum（四节蜉科Baetidae）的精子鞭毛内的轴丝为9+9+0型（Baccetti et al.1969；郑乐怡，归鸿 1999），而绝大部分昆虫为 9+9+2型，个别种类为9+9+1型（双翅目Culiseta属）。从精子鞭毛内的轴丝类型来看，蜉蝣目具独特性。 3.1原变态
蜉蝣的生活史包含四个阶段，即卵、稚虫、亚成虫和成虫。与其它所有具翅昆虫不同之处，就是蜉蝣的亚成虫与成虫都具有翅和飞行能力。换言之，蜉蝣成虫期具有两个龄期，或成虫期仍然蜕皮1次。蜉蝣稚虫与亚成虫以及成虫的外形差别很大，生活环境不同，又有亚成虫期，这种变态类型常专门称为原变态。
所有蜉蝣的雄亚成虫以及绝大部分的雌亚成虫都会蜕皮变成成虫，少数非常特化的种类雌亚成虫不再蜕皮，在亚成虫期完成交尾产卵过程（Edmunds& McCafferty 1988）。亚成虫与成虫在形态上有许多不同之处，其中有两点最为突出：一是亚成虫的翅面及身体表面密生细毛和各种微毛；二是就雄成虫而言，它的大部分附肢（尾铗和阳茎、前足以及尾丝）没有发育完全。对于第一点，Edmunds& McCafferty认为，与成虫相比，亚成虫更能够克服羽化时水的阻力（Edmunds& McCafferty 1988）。对于第二点，则认为反映了蜉蝣附肢的发育是渐进式的而非爆发式的，因此亚成虫的存在是蜉蝣附肢伸展完全以及生殖系统完善的一个必要过渡，是蜉蝣生活史中不可或缺的转变阶段（Edmunds& McCafferty 1988）。
Schaefer认为蜉蝣目昆虫的亚成虫期是古蜉蝣成虫期两次或多次蜕皮的证据和遗迹（Schaefer 1975）。它之所以能保存下来是因为在蜉蝣目昆虫中，翅的发育完全与外生殖器的成熟是不同步的，不能在一次蜕皮过程中完成，而是第一步在亚成虫期翅先发育和伸展，第二步通过再次蜕皮使外生殖器发育成熟。但在所有其它有翅昆虫中，这两个方面在一次蜕皮过程中就完成了。为什么只有蜉蝣能够保存这一古老特征？他认为两次蜕皮过程以及不同器官的异期成熟是体内内分泌系统不同步造成的，这是一个原始特性。由于蜉蝣目的亚成虫期以及成虫期都非常短暂，蜉蝣种群羽化的时间相对比较集中，成虫期又不需要取食（在古蜉蝣可能只需要很少），因此它们逃脱被捕食命运的可能性极大。换言之，选择压力没有足够大到使其与其它有翅类一样压缩成虫期蜕皮次数，促使成虫一次性获得取食、飞行、寻觅配偶、交尾、产卵的形态和能力、从而增大延续种群的可能性和能力。
陈世骧和谭娟杰认为蜉蝣的亚成虫相当于全变态类的蛹期，故他们认为不完全变态和完全变态都源自于原变态：减去亚成虫期就变成了不完全变态，而亚成虫演变成蛹期就是完全变态（陈世骧 1955；谭娟杰 1980）。
但Kukalová-Peck认为，现今昆虫纲中所有变态类型都源自不变态类型。在她的原始昆虫模式中，原始有翅类（包括蜉蝣）稚虫到成虫之间无明显的变态过程，翅的发生和发育是逐步的和渐进的，且翅芽与胸部之间具有可动的关节。翅的完善需要有若干龄期，即真正的成虫期之前有若干过相当于蜉蝣亚成虫期的龄期。现今只有一个亚成虫期是原始多个相当于亚成虫龄期集中或遗留的结果（Kukalová-Peck 1978，1991）。
3．2蜕皮次数
蜉蝣目昆虫的蜕皮次数相对较多，估计为10-50之间，大多数种类的蜕皮次数在15-25次（Brittain 1982）。
Kukalová-Peck认为，在古生代，原始古翅类 Palaeoptera（包括蜉蝣目Ephemeroptera）具有伸展的翅芽或翅，它们发育过程独特。稚虫期的翅芽弯曲向后，而成虫期的翅向侧面伸展。在稚虫向成虫的发育过程中，翅芽逐渐地向侧方伸展，这需要多次蜕皮过程。在选择压力下，蜕皮次数逐渐减少，而翅的上述转变仍然是必需的，因此就出现了变态过程，即在一次蜕皮过程中完成以前多次蜕皮所完成的翅伸展过程（Kukalová-Peck 1978，1991。但在蜉蝣中则部分保留了多次蜕皮的特征。
陈世骧、谭娟杰以及其它一些人认为，有翅类Pterygota源自衣鱼目Zygentoma，而衣鱼即属于无变态类，在发育过程中需要多次蜕皮。作为一个原始而古老的类群，蜉蝣保留了这一特性（陈世骧 1955；谭娟杰 1980）。
3．3交尾行为
蜉蝣目昆虫有复杂的、独特的交尾行为。具体过程是这样：雄成虫先钻到或飞到雌成虫的腹方，伸出其明显加长的前足，通过胫节和跗节间的特殊关节使跗节向上卷起，从两侧钩住雌成虫前翅的基部；然后雄成虫将腹部向背上方弯曲，将位于第9腹节腹方的外生殖器反转朝上而与雌性外生殖孔相合（Brinck 1957）。这种复杂行为的产生原因还不明了。有意思的是石虫丙、蜻蜓也具复杂的交尾行为（Baccetti et al. 1969）。
3．4水生习性
现生蜉蝣稚虫全是水生的，从化石蜉蝣的形态来看（如桨状的尾、具鳃或类似结构），中生代的蜉蝣已经具有水生习性了（Sinitchenkova 1984）。那么蜉蝣稚虫的水生习性是原生性状还是次生性状呢？这个问题牵涉到以下几个问题：有翅类与无翅类有共同起源还是与甲壳类具有共同起源，或者说六足总纲是否是一个单系群?以及翅是如何起源和演化的?
虽然有争论，但从目前各方面证据来看，“有翅类”与“无翅类”可能具有共同的起源（Kukalová-Peck 1991；Baccetti et al.1969）。由于无翅类是陆生或湿生生活的，那么部分有翅类的水生习性可能就是次生的。另外，从蜉蝣生活史中也可以找到一些间接的证据：1.所有蜉蝣种类都具有成虫期，都需要到陆地或空中生活一段时间才能完成生活史。如果它们的水生习性是原生的，那么可能会有一些种类保留这一习性，整个生活史都在水中完成。2.蜉蝣成虫和亚成虫的翅是适合陆生和空中生活的器官，稚虫具翅芽。3.与无翅类中的石虫丙相似，蜉蝣的交尾行为十分复杂。4.昆虫只占据了淡水环境，在深水和海洋中只发现少数水面生活的半翅类昆虫。
3．5成虫不食
蜉蝣的亚成虫和成虫的口器退化，不具取食功能。因此，亚成虫期与成虫期所需能量来自稚虫期的积累。蜉蝣成虫的唯一功能和任务就是交尾产卵。在昆虫中，成虫不食的种类较多，但作为一个整体，蜉蝣目所有成员在成虫期都不取食具有一定的独特性。
四、蜉蝣目特征及代表动物
蜉蝣目具有古老而特殊的性状，是最原始的有翅昆虫。变态类型为原变态，一生经历卵、稚虫、亚成虫和成虫4个时期，是有翅亚纲中较原始的变态类型，仅见于蜉蝣目。为古翅次纲，他们的翅不能折叠。蜉蝣目昆虫体形细长柔软，体长通常为3-27mm，触角短，复眼发达，中胸较大，翅2对或1对，膜质，大多前翅大后翅小，前翅发达，后翅退化，停歇时翅直立。腹部末端有一对很长的尾须，部份种类还有中央尾丝，稚虫水生，咀嚼口器在成体时退化。蜉蝣栖于水溪和池塘中，雄虫成群飞舞以吸引雌虫。
已知有23科、约2500种，中国已知有大约250种。常见的有蜉蝣科(Ephemeridae)和四节蜉蝣科(Baetidae)。
