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        冬蟲夏草寄主蒲氏鉤蝠蛾實(shí)驗(yàn)種群生命表

        2012-06-09 05:57:36李峻鋒張古忍
        環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào) 2012年3期
        關(guān)鍵詞:生命表存活率昆蟲

        李峻鋒,張古忍

        (中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/昆蟲學(xué)研究所,廣州 510275)

        昆蟲生命表是對(duì)昆蟲種群生命過程進(jìn)行系統(tǒng)分析的重要研究方法,是把種群在各個(gè)連續(xù)的時(shí)段或發(fā)育階段內(nèi)的死亡數(shù)量、死亡原因及繁殖數(shù)量,按照一定的格式詳細(xì)列成的表格 (Birch,1948),具有主次分明、系統(tǒng)性、綜合性和階段性的特點(diǎn)。由于該表格能清晰地反映整個(gè)種群在生活周期中的數(shù)量變化過程,具體化、數(shù)量化地描述出了各因子對(duì)種群動(dòng)態(tài)的作用,因此可以明確分辨出影響種群的重要因素及關(guān)鍵因子,同時(shí)根據(jù)繁殖數(shù)據(jù)及死亡數(shù)據(jù)估計(jì)出種群的消長(zhǎng)趨勢(shì)。通過實(shí)驗(yàn)種群生命表,則可得到有關(guān)種群增長(zhǎng)的很多固有的特性指數(shù),并能揭示種群動(dòng)態(tài)的機(jī)理。自Morris和Miller(1954)把生命表技術(shù)應(yīng)用于研究昆蟲自然種群以來,昆蟲生命表已成為研究昆蟲種群發(fā)展趨勢(shì)及其影響因子的一個(gè)重要手段(Harcourt,1969;尹汝湛,1980)。

        蒲氏鉤蝠蛾Thitarodes pui(Zhang et al.)是冬蟲夏草的寄主昆蟲之一,(張古忍等,2007;鄒志文等,2010),主要分布在以29°37'N、94°37'E為中心的色季拉山海拔4100~4650 m的高寒灌叢和高寒草甸 (鄒志文,2009),完成一個(gè)世代需要3~4年,其中幼蟲期漫長(zhǎng),經(jīng)過7~9次蛻皮、歷時(shí)990~1350 d才能完成發(fā)育,環(huán)境條件變化及天敵因子等都蒲氏鉤蝠蛾的種群穩(wěn)定產(chǎn)生重要影響(李峻鋒等,2011)。本文通過分段飼養(yǎng)幼蟲,構(gòu)建了蒲氏鉤蝠蛾的實(shí)驗(yàn)種群生命表,并分析了實(shí)驗(yàn)種群增長(zhǎng)趨勢(shì),以期為冬蟲夏草寄主昆蟲的人工繁育與自然種群的穩(wěn)定發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 蒲氏鉤蝠蛾的室內(nèi)人工飼養(yǎng)方法

        從11月份到來年4月,養(yǎng)蟲房?jī)?nèi)溫度維持在-5~6℃,其他時(shí)間維持在8~17℃;空氣濕度維持在50%~80%,室內(nèi)無光照;飼養(yǎng)用的小養(yǎng)蟲杯 (內(nèi)徑4 cm,高4 cm)杯蓋均需打孔用于透氣,大養(yǎng)蟲盒 (長(zhǎng) 65.5cm,寬 40cm,高14.5 cm,箱壁留有通氣孔)及塑料桶 (內(nèi)徑25 cm,高23 cm)用苔蘚保濕。

        卵:收集雌成蟲剛產(chǎn)下的卵放置于小玻璃瓶中,然后放置于底層鋪上苔蘚的塑料桶內(nèi),苔蘚定期噴水保濕,保持桶內(nèi)濕度在80%左右,蓋上桶蓋;將塑料桶放于養(yǎng)蟲房。卵孵化前,應(yīng)該每天輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)存放蟲卵的塑料杯,防止蟲卵相互粘連,造成蟲卵死亡。在第40天左右當(dāng)有卵開始孵化時(shí),即將卵灑入裝了腐殖土的大養(yǎng)蟲盒內(nèi) (土壤厚約10~15 cm,土上先鋪上胡蘿卜片,卵應(yīng)灑在胡蘿卜片上或旁邊土上,因?yàn)槌醴跤紫x不喜活動(dòng),灑在胡蘿卜旁邊便于取食),然后再鋪上一層苔蘚,最后再蓋上。

        幼蟲:1齡幼蟲與2齡幼蟲采用群養(yǎng)的方式,在大養(yǎng)蟲盒內(nèi)內(nèi)飼養(yǎng)。3~9齡幼蟲由于有相互殘食習(xí)性,同時(shí)要避免病害大面積爆發(fā)時(shí)交叉感染,采用小養(yǎng)蟲杯進(jìn)行單頭飼養(yǎng),每個(gè)塑料杯內(nèi)根據(jù)幼蟲齡期放置適量腐殖土,齡期越大,土應(yīng)越多,通常3、4齡蟲放置約半杯腐殖土,5~9齡放置約2/3杯腐殖土,土上放置胡蘿卜片,每個(gè)杯內(nèi)放一條幼蟲,最后蓋上杯蓋,以防幼蟲爬出,杯蓋上用昆蟲針打孔通氣。各齡期幼蟲的養(yǎng)蟲杯分別放入一大養(yǎng)蟲盒內(nèi),其內(nèi)用苔蘚保濕。苔蘚每隔4 d噴一次水,防止盒內(nèi)濕度過低,蟲齡越小的養(yǎng)蟲盒內(nèi)苔蘚濕度應(yīng)越高,蟲齡越大的養(yǎng)蟲盒內(nèi)的苔蘚濕度應(yīng)稍低,濕度維持在60%~80%。

        蛹:末齡幼蟲化蛹后將養(yǎng)蟲杯統(tǒng)一放入一大養(yǎng)蟲盒內(nèi),用苔蘚保濕,濕度維持在80%左右。

        成蟲:蛹羽化后,收集羽化成蟲放入紗罩內(nèi)讓其交配產(chǎn)卵。

        1.2 實(shí)驗(yàn)種群生命表的構(gòu)建

        在相應(yīng)時(shí)期對(duì)蒲氏鉤蝠蛾卵和蛹分別進(jìn)行飼養(yǎng),直至卵孵化或蛹羽化,統(tǒng)計(jì)各自死亡數(shù)及存活數(shù)。而幼蟲則分別對(duì)1齡、4齡、6齡、8齡幼蟲進(jìn)行單獨(dú)飼養(yǎng)1年,1年后1齡蟲發(fā)育至3齡蟲,4齡蟲發(fā)育至5齡蟲,6齡蟲發(fā)育至7齡蟲,8齡蟲發(fā)育至9齡蟲,分別統(tǒng)計(jì)4個(gè)階段各齡蟲死亡數(shù)及存活數(shù)。成蟲則統(tǒng)計(jì)其雌雄比及單雌產(chǎn)卵量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)種群不同發(fā)育階段的死亡數(shù)量組成蒲氏鉤蝠蛾實(shí)驗(yàn)種群生命表。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        由于蒲氏鉤蝠蛾實(shí)驗(yàn)種群表并不是一個(gè)連續(xù)的世代,因此并不能采用以上計(jì)算方法,通過修改計(jì)算方法,其中S1、S2、S3、S4、S5、S6分別代表卵、1~3齡幼蟲、4~5齡幼蟲、6~7齡幼蟲、8~9齡幼蟲、蛹的存活率,則:

        種群趨勢(shì)指數(shù)用Morris-Watt的數(shù)學(xué)模型表達(dá)為:

        式中S1、S2、…Sn為各發(fā)育階段的存活率,F(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)卵量,PF為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)卵量的雌性所占的百分率,P♀為雌性比。由于蒲氏鉤蝠蛾實(shí)驗(yàn)種群表并不是一個(gè)連續(xù)的世代,通過修改計(jì)算方法,其中S1、S2、S3、S4、S5、S6分別代表卵、1~3齡幼蟲、4~5齡幼蟲、6~7齡幼蟲、8~9齡幼蟲、蛹的存活率,P♀為雌性比,N卵代表平均產(chǎn)卵量,則:

        2 結(jié)果與分析

        由于蒲氏鉤蝠蛾發(fā)育歷期過長(zhǎng),完成一個(gè)世代需要3~4年,構(gòu)建一個(gè)完整的生命表無疑也需要3~4年時(shí)間,因此通過修改昆蟲種群生命表的構(gòu)建方法,對(duì)幼蟲進(jìn)行分段飼養(yǎng),初步構(gòu)建了蒲氏鉤蝠蛾的實(shí)驗(yàn)種群生命表 (表1)。

        表1 蒲氏鉤蝠蛾的實(shí)驗(yàn)種群生命表Table 1 The life table of T.pui experimental population

        從表1可知,卵和蛹的死亡率低,而幼蟲階段的死亡率高,不同齡期階段的死亡率從高至低依次為8~9齡 (62.0%)、4~5齡 (61.1%)、1~3齡 (56.7%)和6~7齡 (49.2%)。1齡幼蟲剛從卵中孵出,活動(dòng)能力弱,是幼蟲階段最脆弱的時(shí)期。自然條件下,4~5齡幼蟲是冬蟲夏草菌侵染的敏感時(shí)期,容易被病原微生物感染發(fā)病。8~9齡是幼蟲向蛹期過度的階段,特別是預(yù)蛹期受干擾后會(huì)導(dǎo)致蛻皮困難而死亡。

        實(shí)驗(yàn)種群生命表的雌性個(gè)體少于雄性,比例為1∶1.5,這與野外種群抽樣調(diào)查時(shí)的雌雄性比是一致的。自然條件下,雄性個(gè)體要多于雌性,求偶交配過程中,往往會(huì)有多個(gè)雄性競(jìng)爭(zhēng)與單個(gè)雌性的交配機(jī)會(huì)。

        根據(jù)公式 (1),可計(jì)算得出蒲氏鉤蝠蛾實(shí)驗(yàn)種群的世代總存活率為0.026,表明1000粒卵中最后有26粒卵會(huì)經(jīng)過3~4年的發(fā)育變?yōu)槌上x,說明該蟲世代總存活率極低。種群趨勢(shì)指數(shù)I是反映種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo),根據(jù)公式 (2),計(jì)算得到蒲氏鉤蝠蛾的種群趨勢(shì)指數(shù)為7.95,表明其下代的數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì),下代數(shù)量將是當(dāng)代數(shù)量的7.95倍,這可能與雌性的高產(chǎn)卵量密切相關(guān)。

        3 結(jié)論與討論

        迄今為止,尚未見冬蟲夏草寄主昆蟲生命表的報(bào)道,本文在人工飼養(yǎng)條件下首次構(gòu)建了冬蟲夏草寄主昆蟲的實(shí)驗(yàn)種群生命表,并分析了其種群發(fā)展趨勢(shì)。雖然蒲氏鉤蝠蛾的世代總存活率僅為2.6%,但其種群趨勢(shì)指數(shù)達(dá)到了7.95,表明在世代總存活率極低的情況下,下代數(shù)量將是當(dāng)代數(shù)量的7.95倍,主要是由于蒲氏鉤蝠蛾的產(chǎn)卵數(shù)量多,每雌平均產(chǎn)卵量達(dá)到了768±206粒,使得蒲氏鉤蝠蛾在世代總存活率極低的情況下仍能保證種群的延續(xù)與增長(zhǎng)。

        與自然種群相比較,實(shí)驗(yàn)種群生活在恒定的環(huán)境條件下,食物供應(yīng)充足,并免受許多節(jié)肢類天敵的影響,因此自然種群的世代存活率或許比實(shí)驗(yàn)種群更低。但由于缺乏可以比較的資料和數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)種群和自然種群生命表之間的差異究竟有多大,尚難以估計(jì),這是在下一步研究中需要進(jìn)一步探討的問題。

        由于世代發(fā)育時(shí)間過長(zhǎng),而研究時(shí)間有限,對(duì)蒲氏鉤蝠蛾的實(shí)驗(yàn)種群生命表的構(gòu)建方法進(jìn)行了一定的修改,同時(shí)對(duì)不同發(fā)育階段的死亡原因也未能詳細(xì)記載,對(duì)影響種群數(shù)量變動(dòng)的關(guān)鍵因子也很難進(jìn)行總結(jié)與分析,因而需要進(jìn)一步完善。同時(shí),由于是分段采集數(shù)據(jù),所得出的結(jié)果必然會(huì)與完整的世代發(fā)育產(chǎn)生一定的差異。這些都是需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

        References)

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