昆蟲變態是如何進化出來的？

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昆蟲變態後的確有利於生存，但是結蛹這一系列複雜過程是如何進化產生的，按照其他生物進化規律，都是一點點變化遺傳，而變態發育過程有一點差錯就會導致死亡，需要一氣呵成。
所以，昆蟲是如何進化出變態發育的呢？

看到新消息提示才想起許久之前挖的坑，抱歉讓等待的人久等了，回來繼續更。

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謝邀。昆蟲學家陳世驤教授關於昆蟲變態起源的一些觀點，如下：

1、昆蟲蟲體行動中區的行成，是身體分化成頭胸腹三部分的基礎，這個體型也成為昆蟲體型的最基本特徵。

2、行動中區形成後，胸部肌肉便特別發達，蟲體重心轉移到這個區域，從而給翅的產生建立了條件。

3、地球上有高大樹木出現，昆蟲適應樹上的生活，胸側背葉經過一定的發展，經過滑翔的階段，最後擴展為翅。

4、昆蟲獲得翅以後，在生活史上發生了矛盾，特別是有翅成蟲與無翅幼蟲在生活條件的要求上，身體組織機構上，活動能力上、行動工具上都有了很大的矛盾。

5、為了解決成蟲和幼蟲的矛盾，昆蟲進化出三種解決途徑：一是幼期適應水生，這是原變態昆蟲所走的道路。二是延遲出卵，胚胎髮育到更進步的程度出卵，這是不完全變態昆蟲所走的途徑。三是成幼發育分化，幼蟲和成蟲可以適應不同的生活條件，走向不同的發育方向而有的生活及發育的分化，這是全變態昆蟲所走的途徑。

6、石炭紀末期南北兩半球的氣候變化，從溫暖濕潤的條件轉變為寒冷乾旱的條件，是昆蟲成蟲和幼蟲發生矛盾的主要原因，成幼發育分化，產生了全變態昆蟲。

7、全變態昆蟲成蟲幼蟲發育的分化，成蟲性狀在幼期被抑制，翅與翅肌也被抑制，產生了蛹這個階段。所以蛹態的起源也就是全變態的起源，蛹的獲得是成幼發育分化的結果。

8、全變態昆蟲性狀在幼期被抑制，必須有一個蛹期，把幼蟲的若干組織經過改造，才能過度到成蟲，蛹態相當於蜉蝣的亞成蟲，全變態類起源於原變態。

9、昆蟲體型的起源，翅的產生，全變態發育形式的活動在發育上是統一的、連續的，與生活條件的環境因素是分不開的。

另外還有其他學者的觀點，如Novak的觀點是認為

1、昆蟲組織中含有物質性的生長因子，這種生長因子在體內分布的特殊性是昆蟲變態的原因。

2、最初的梯度因子存在於受精卵的任何部分，後來不均勻分布在各組織內。所以在身體中具有活化因子的部分才能繼續生長。

3、梯度因子在體內平均分布，身體就會全面生長，但是形狀不變。如果身體某部分梯度因子喪失了作用，這些部分就不能生長，此時有活化梯度因子的部分繼續生長，就發生了變態。

簡單的說，每種生物為了適應環境的變化，都在或多或少地進行自身形態的演變。但是為什麼只有昆蟲進化出了變態發育，而其它動物就沒有進化出來？這點跟題主注意到的蛹的問題一樣，學者們能總結出已發現的蛹的種類，總結出各自的利弊，但也沒有解釋它為什麼會出現，為什麼能發展。因為其中涉及到原因，機理等等，在學術界還暫無定論，又豈是我三言兩語能夠捋清楚的。

下面來不系統地介紹一下昆蟲的變態吧。
昆蟲的變態，屬於昆蟲胚後發育的一部分，跟胚胎髮育一樣，受各種基因調控。昆蟲的變態分為五大類:

一，增節變態。蟲卵孵化時腹部只有9節，以後將增加的3節由第8腹節增生而來。這類變態比較原始，見於原尾目昆蟲。

二，表變態。不像其它變態，營表變態的類群在胚後發育的過程中僅僅是個體增大，性器官成熟，而基本沒有其它方面的變化。表變態是節肢動物遺留下來的原始特徵。見於彈尾目，纓尾目，雙尾目。

三，原變態。蜉蝣目昆蟲獨具。特點是從幼蟲變為成蟲要經過一個亞成蟲期。達亞成蟲期時，與成蟲相似，初具飛行能力，只是遠不如成蟲活躍。亞成蟲期就相當於成蟲的繼續蛻皮，這是表變態昆蟲演化為有翅昆蟲時保留的原始特徵。蜉蝣目的幼期蟲態稱為「稚蟲」。

四，不全變態。又稱直接變態，只有卵期，幼蟲期和成蟲期三個階段，翅在幼期蟲態的體外。分為3個亞型。
（一）半變態
蜻蜓目，積翅目昆蟲的幼期水生，其體形、呼吸器官、行動器官等等與成蟲有明顯的分化，幼蟲期稱為稚蟲。（圖為蜻蜓目稚蟲）

（二）漸變態
直翅目，螳螂目等昆蟲的幼蟲期與成蟲期在體型，生活環境，食性等方面上非常相似，發育的過程基本上只有體型的增大，器官的分化等。這樣的不全變態稱為漸變態，幼期蟲態稱為若蟲。（圖分別為螽斯幼蟲，螳螂幼蟲。）

（三）過漸變態
在纓翅目，半翅目同翅亞目粉虱科和雄性蚧殼蟲中，幼期向成蟲期轉變時要經過一個不食又不大動的類似蛹的蟲齡，比一般的漸變態要複雜，所以稱為過漸變態。這類變態可能是不全變態向全變態過渡的中間類型。

五，全變態。這類昆蟲一生經過卵，幼蟲，蛹，成蟲四個時期。幼蟲與成蟲不僅在外部形態和內部結構上很不相同，而且大多數情況下食性與生活習性相差也很大。這裡就不得不提到一種包含在全變態內的，特殊的變態方式——復變態，比一般的全變態稍顯複雜。這類變態方式見於雙翅目蜂虻科，家蠅科，小頭虻科，網翅虻科；鱗翅目細蛾科；膜翅目姬蜂科，平翅小蜂科，巨小蜂科等內寄生蜂類；鞘翅目芫菁科，步甲科，隱翅甲科；脈翅目螳蛉科等。以鋸角豆芫菁為例，其成蟲為植食性，幼蟲則為肉食性的；第1齡幼蟲具有發達的胸足，稱為三爪蚴，2至4齡幼蟲轉變為行動緩慢，體壁柔軟，胸足退化的蠐螬型幼蟲。幼蟲接近老熟時，深入土中轉變為胸足更加退化，不食不動，體壁堅硬的圍蛹型幼蟲或偽蛹，通常以這個蟲態越冬，翌年再蛹化、羽化。

正文到此結束，看官們要是有看不懂的，就請在留言區留言，我將盡我所能為你解答。答主水平有限，如有錯誤，請不吝賜教。

以上。

回答尚少，生物學知識為零的在此強答一發。
所有動物的胚胎髮育都和生物祖先的演化相似。原因不明。
完全變態昆蟲的幼蟲期比較類似不完全變態昆蟲的卵內發育期，蛹期開始才長得有點成蟲樣子，不完全變態昆蟲破殼以後就達到了完全變態昆蟲蛹期的形態，只是能吃能跑了。完全變態昆蟲在蛹期的重組確實轟轟烈烈，但是不完全變態昆蟲也不是在卵殼裡就長這樣，人家也是浴火重生過的。
昆蟲的變態發育很醒目，但變態發育在動物界並不怎麼罕見。
由於物種沒有什麼群體意志，不能認為昆蟲等生物自己選擇了變態發育。為什麼它們會在從卵殼裡跑出來以後有不同的形態階段，最流氓的解釋無非就是它們的祖先依靠某些變化從最近的親屬也就是變化前的物種手裡搶佔了生存空間，或者侵佔了某個空置的生態位，這不可能是一朝一夕的事情，所以可以從分子生物學研究成果的基礎上尋找和有興趣的物種的祖先關係很近的物種的後代進行對照。比如說，河蚌的變態發育很變態，我們可以拿一些和河蚌關係很近的不那麼變態的蚌對比一下河蚌看看它們的發展近況，揣測得與失。回到昆蟲，這些玩意是地球動物演化高度的一級，絕對最強適應性擁有者（可惜這個榮耀被整整一個總綱瓜分了以後其實也不怎麼樣），它們已經把很多物種徹底從源頭逼死了。是不是因為它們變態發育所以贏在起跑線了呢，也許是，但是我們已經既不可能知道當初昆蟲的祖先從誰的手裡搶走生態位，也不可能知道如果昆蟲沒有遍及整個地球，什麼生物會是佔據現在昆蟲拓展出來的生態位的物種了。所以會不會變態發育其實根本不是昆蟲的優勢呢？我覺得，這也有可能，只不過地球只有一個，歷史無法改寫，昆蟲本身被證明成功，那麼昆蟲的變態發育也就作為成功的一部分被不離不棄地包含進去了。不過我幾乎可以確信的一點是，絕不可能在幾萬年後，一種變態發育的物種思考這樣一個問題：為什麼幾萬年前很不錯的人類，並不具有美妙的變態發育過程，這不可思議啊！

菜鳥一枚，強答一發。這個問題我很早就想過，之前在百度知道上提問過，但是沒什麼朋友討論。感謝下知乎提供了這麼好的平台。
我個人認為，昆蟲變態是最大限度的進化保守策略。
大自然生存競爭的烈度太高，理想中最適合的策略應當是，既有基數大的種群，又有強大的精英。
初期在水中產卵，保證了極大的基數，種族不至於輕易滅亡。
幼蟲在水中捕食，水中競爭的烈度稍低。可以最大限度的保存實力。至此，為保守策略。適應環境，保證種族不至於滅亡。
化蛹為成蟲，則是進攻策略。成蟲得到了翅膀，機動性大大提高，可以選擇更合適的產卵地點。此時為自主選擇，有意識的選擇更合適環境。
變態還有另外一個妙處，即最大限度的掠奪資源。
水中的大量的幼蟲擠壓了其他物種的生存空間，成蟲則成了空軍，擠壓了飛蟲的生存空間。成蟲與幼蟲之間無資源上的衝突，避免了內耗。真是太美妙了。
這與人類的發展何其相似。人類的繁殖能力極強，保證了人類的基數足夠大，不至於輕易滅絕。然後一部分有天賦的人類走精英路線，更容易留下後代。
我腦中的未來世界是這樣的。地球只是一個生存烈度較低的星球，人類將地球作為大本營，大量繁殖，擁有極大的基數。受過高等教育的人類精英則製造匪夷所思的飛行器，也許自身也會進行複雜的改造，變的根本不像地球人。他們攜帶人類的胚胎庫，加入宇宙的高烈度冒險遊戲，不斷的尋找其他適合生命的星球。每到一處便留下人類的血脈。

1.昆蟲的翅膀與身體的神經組織高度聯結，供血豐富，絕不是背部一塊外殼可以演化發育出來的，翅脈明顯是鰓脈的延續，應該是一些最早的水生昆蟲在成蟲期用外長的鰓網增加迎風面隨風飄流傳播，又為了控制落點和方向，提高了翅脈的強度，最終演化為強勁的翅膀。

2.昆蟲的蛹期實際上等於是回到了卵期，用幼蟲期間搜集到的營養物質，將血肉化為泥，重新再造一個全新的自我，按這模式，如果人類也會全變態，搞不好破蛹後都不會有童年期記憶。

3.昆蟲全變態肯定是有極大好處的，這樣可以利用自然界很多豐富的營養物質，全變態昆蟲幼蟲的長相其實就是它們三億年前祖先的長相，有些還有個頭，有些乾脆連頭眼都不長，就開個嘴。