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黑化粘虫的形态特征及其生存对策和适应能力的变异

刘红兵  
【摘要】: 本文在总结和分析了黑化昆虫的类型、黑化昆虫的进化适应意义以及黑化昆虫行为生理特征变异的基础上,首次对我国粮食作物的重要害虫粘虫Mythimna separata(Walker)的黑化现象、黑化粘虫的形态特征、黑化性状的遗传规律,以及生长发育、生殖、飞行能力等方面的变异进行了较为系统地研究,揭示了黑化粘虫对寄主植物、温度和幼虫种群密度等主要环境因子适应能力的变异,为进一步阐明粘虫的发生为害规律及丰富黑化昆虫的理论和实践提供了新的科学依据,主要结果如下: 黑化型与正常型粘虫外部形态特征的差异主要表现在成虫的体色上,黑化粘虫的体色几乎全部变黑,而正常型成虫的黑色特征已完全看不见。蛹、幼虫和卵的体色与正常型的没有明显的区别,但是黑化型的蛹在将羽化时的体色也比正常型的黑,主要是由于成虫特征将要出现的缘故。遗传试验结果表明,黑化粘虫的遗传遵循孟德尔的隐性遗传规律,由位于常染色体上的单基因控制。这些结果表明,黑化与正常型粘虫虽然同属一个种,但黑化粘虫已变成了不同的基因型。 黑化粘虫不仅在形态特征上发生了变异,而且生活史对策也与正常型粘虫的明显不同。在等同的实验环境条件下,黑化粘虫的生长发育明显加快,存活率提高,蛹重增加,成虫产卵前期显著缩短,产卵量显著增加,种群增长指数和相对适合度也明显提高,但成虫的飞行能力却显著降低。这些结果表明,黑化粘虫的生存对策已产生了较大的变异,即已由迁飞型转变为居留型。因此,把黑化粘虫看作不同的基因型是科学、可行的。 黑化粘虫的幼虫取食量以及对幼虫食物的适应性上也产生了变异。就取食量而言,5—6龄幼虫的取食量明显加大,食物利用率也明显提高。就对幼虫食物的适应性而言,黑化粘虫在取食玉米时,生长发育较取食小麦的快,存活率和蛹重增大,成虫产卵量提高,种群增长指数和相对适合度较高。这正好与正常型粘虫的相反。而当取食大豆时,黑化粘虫的生长发育、成虫产卵量以及种群增长指数和相对适合度力也明显高于 摘 要 正常型。这些结果表明,黑化粘虫的消化生理以及食性结构己发生了一 定程度的变异。此外,不管取食何种植物黑化粘虫的飞行能力都比正常 型粘虫的低。 在1、10、20、30头/瓶的密度条件下,黑化型与正常型幼虫对密度 的反应基本相似,黑化粘虫对幼虫密度的适应能力比正常型强。主要表 现是:正常型粘虫未成熟期的发育在10头/瓶时最快,而黑化型在30头 /瓶时发育最快。另外,在高密度条件下,虽然黑化粘虫的死亡率有所增 加,蛹重有所下降,但山于其产卵量依然较高,回而其种群增长指数和 相对适合度仍高于正常型。黑化粘虫对幼虫密度适应能力的增加,将会 有助于提高其对环境变异的适应能力。另外,在较高的密度条件下,黑 化型幼虫的黑化程度和群居型比例也比正常型的高。 黑化粘虫对温度的适应能力则因温度的不同而异。在 13、18、23。 28和 33 aC的条件下,虽然正常与黑化型粘虫对温度的反应基本相似,但 在 23 t以下的温度范围内,黑化粘虫生长发育较快,蛹重较大,存活率 较高,成虫产卵量较高,种群增长指数以及相对适合度也比较高,因而 显示出明显的生存优势。而在28℃以上的高温条件下,黑化粘虫生长发 育则受到了抑制,主要表现于生长发育缓慢,幼虫死亡率增加,与1-F常 型蛹重的差异也在缩小,虽然成虫产卵量依然较高,但山于成虫的交配 率明显下降,因此种群的增长就会受到抑制。这些结果表明,黑化粘虫 的出现,对于粘虫在高海拔、高纬度地区以及冬春季节的生长发育是有 利的,但在热带地区以及高温季节,黑化粘虫的种群增长可能会受到抑 制。因此,黑化粘虫的出现无论是对于粘虫的发生为害或种群动态规律, 还是对于粘虫的进化适应都会产生较大的影响。 最后根据所获的结果,对黑化粘虫产生的原因及其在*,S虫种群动态 规律及在进化上的适应意义进行了讨论。


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