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'''卵→(孵化)→幼虫→(蛹化)→蛹→(羽化)→成虫'''
 
という段階を経るものを'''完全変態'''という。[[チョウ]]、[[ハチ]]、[[ハエ]]、[[カ]]、[[甲虫]]などが該当する。これらは、昆虫類の中でも、二畳紀以降に出現した進化の進んだ種族と考えられる。なお、完全変態をする現生の昆虫の中では[[シリアゲムシ]]が最も起源の古い分類群と考えられている。蛹は昆虫類独自の形態で、他の動物には同様の形態は見られない。
 
完全変態を行う種の幼虫は、成体と全く異なった形態を持つ場合が多い。いわゆる[[イモムシ]]型や[[ジムシ]]型などの幼虫である。これらの形は、複雑な形態である昆虫本来の姿とはかけ離れ、節足動物の原初的な形態に近い、単純な外見を示す。生殖のため配偶者を求めて広範囲を移動するのは成虫に任され、幼虫期はあまり動かず摂食と成長に専念するという特化した生活様式に適応しているとされる。また、幼虫と成虫では生活の場所や食物が全く違う場合も多く(例:幼虫は地中や木材中に住むが成虫は地表や樹上に住む、幼虫は木や草の葉を食べるが成虫は花の蜜を吸う、など)、この様な性質は限られた生活場所や食物を同じ種の成虫と幼虫が奪い合う事態を避けるためには好都合であると考えられている。