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胸窗萤形态学、生物学及生态学特性的研究

王余勇  
【摘要】: 胸窗萤Pyrocoelia pectoralis Olivier属于鞘翅目(Coleoptera),花萤总科(Cantharoidea),萤科(Lampyridae),窗萤属(Pyrocoelia),记录于1883年。早期文献记载该种分布于中国大陆,但无详细的描述以及相关后续研究。本文从形态学、生物学和生态学方面对该种陆栖萤火虫进行了较系统研究,以期为胸窗萤的保护和利用提供科学依据。 1形态学特性 胸窗萤成虫具雌雄二型性。雄萤前胸背板正对复眼处有1对透明凹陷;鞘翅黑色;触角锯齿状,11节。雌萤整体橙黄色,翅退化;雌雄成虫发光器均为乳白色,位于第6、7腹节。雄萤2节带状发光器,雌萤2对斑状发光器;卵近椭圆形,橙黄色。幼虫黑色,具红、黄、白三色混合的斑点和花纹;幼虫1对乳白色椭圆形发光器,位于第8腹节两侧。扫描电镜结果显示:幼虫上颚发达,端部具有小槽。触角鞭节端部具有半球形特殊结构。尾部腹足圆筒形,呈“Y”状分叉。成虫触角表面密被毛形感器和刺形感器。雄萤阳茎长宽比约为2.0-2.5。雌萤卵巢管属于无滋式。 2生物学特性 胸窗萤在武汉地区完成1个世代需要1或2年。幼虫栖息于湿度较大的草地、农田和灌木丛中。主要猎物为同型巴蜗牛(Bradybaena similaris Ferussac)和灰巴蜗牛(Bradybaena ravida ravida Benson)。前齿肖蛸(Tetragnatha praedonia L. Koch)是成虫重要天敌。 卵的大小影响幼虫发育和1龄幼虫耐饥力。由Ⅰ型卵(0.0041-0.0051g)孵化的1龄幼虫,耐饥力最强(17.68±4.82天),其余各型卵的1龄幼虫耐饥力分别为15.68±3.91天(Ⅱ型:0.0031-0.0040g)、14.29±3.73天(Ⅲ型:0.0021-0.0030g)和9.12±3.81天(Ⅳ型:0.0012-0.0020g)。1龄幼虫体长和耐饥力之间可用线性关系表示:y=5.58x-31.15(R~2=0.5824,df=123,p<0.01)。 幼虫夜行性,发光无明显规律性,发光时间约为1-15秒,间隔时间约为1-20秒。幼虫捕食行为过程一般为:搜索、捕食、清洁、静息、搜索。行为学试验证明幼虫与蜗牛之间可能存在某种化学联系。幼虫取食前的直线距离、搜索速率和搜索范围均大于取食后。 室内观察发现,幼虫化蛹不需要蛹室。蛹前期仅有幼虫发光器,发育至中期出现成虫发光器,两种发光器并存直至羽化。成虫羽化具有明显的节律性,通常雄萤约在晚间23:06,雌萤约在晚间01:53。 光信号和化学信号在成虫求偶过程中均有明显作用。闪光通常持续1-8s,间隔1-6s。光谱为526.47-593.94nm,峰值约为548.62nm,颜色为黄绿色。雌虫腹部提取物对雄虫有明显的引诱作用。 雌虫羽化后可立即交配产卵,雌雄均有多次交配现象,交配时间可持续82.5±34.8 min (n=15)。室温(25±2℃)下,交配雌虫的寿命8.87±2.06 d(n=30),单头雌萤产卵量约为72.03±34.38粒(n=30),产卵量与雌虫体重呈正相关关系(y=235.28x-20.38,R~2=0.728,df=43,p<0.01);产卵日龄与日产出率呈指数函数关系(y=159.685exp(-x/1.0684)-0.5293,R~2=0.9974,df=5,p<0.01)。未交配雌萤也能产卵,但各项指标与交配雌虫存在显著差异。因子分析结果显示,影响雌虫生殖力的因子可以归为外部形态因子和内在生理因子两大类。 雌雄成均有反射性出血现象。雄萤鞘翅、前胸背板边缘和触角窝,雌萤前胸背板和触角窝均有出血位点。扫描电镜发现,成虫前胸背板和鞘翅边缘具有一系列排列规则的圆形凹陷,通过一层极薄的膜与凹陷结构的边缘相连。生物测定证明血淋巴对小黄家蚁(Monomorium pharaonis)和拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina)具有极强的趋避作用。 3生态学特性 室内20℃、24℃、28℃和32℃下,观察了胸窗萤实验种群的发育历期,相对死亡率、产卵量、寿命等。结果表明:幼虫历期随温度升高而缩短。2龄幼虫在20℃下全部死亡。雄蛹的发育历期较雌蛹长。整个未成熟期以28℃下的存活率较高。24℃-32℃下雄萤寿命均比雌萤寿命长。28℃下产卵率最大(81.99±7.27%),32℃最小(69.52±5.54%)。24℃-32℃下,雌虫产卵高峰期均集中在交配后的第1天,32℃下产卵期明显缩短。雌萤生殖力特征均符合一阶指数衰减拟合。32℃时种群的内禀增长力(r_m)最大,双倍时间(t)最短。 采用生物地理统计学方法对幼虫种群空间分布进行分析。全方位半方差函数曲线图表明:6月份和8月份幼虫种群空间依赖范围分别为10.40m和14.70m,空间变异分别为67.29%和50.06%。空间结构拟合分别为指数型和球型。


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