余 潔,肖鐵光,戈 峰
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所,長(zhǎng)沙410128;3中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所,北京100020)
湖南長(zhǎng)沙地區(qū)紅珠鳳蝶生物學(xué)特性
余 潔1,肖鐵光2,戈 峰3
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所,長(zhǎng)沙410128;3中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所,北京100020)
從野外采集紅珠鳳蝶的老熟幼蟲(chóng),進(jìn)行室內(nèi)繁殖以及室內(nèi)室外飼養(yǎng),對(duì)卵、幼蟲(chóng)各齡期、蛹以及成蟲(chóng)的生物學(xué)特性以及幼蟲(chóng)各個(gè)齡期的主要形態(tài)特征進(jìn)行觀(guān)察和記錄,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探究了溫度對(duì)紅珠鳳蝶卵、幼蟲(chóng)和蛹的發(fā)育歷期的影響,并計(jì)算出發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。結(jié)果表明:(1)紅珠鳳蝶在長(zhǎng)沙地區(qū)1年發(fā)生4~5代,以蛹越冬;(2)幼蟲(chóng)各個(gè)齡期的頭寬、體長(zhǎng)以及形態(tài)特征有差異;(3)25±1℃溫度條件下,紅珠鳳蝶完成一代的歷期為49.3 d,此時(shí)卵的孵化率和幼蟲(chóng)存活率有最高值,分別為98.2%和96.8%;(4)發(fā)育起點(diǎn)溫度,卵5.9± 1.8℃,幼蟲(chóng)9.8±2.0℃,蛹5.7±1.6℃,總有效積溫664.0℃,最適發(fā)育溫度25℃。
紅珠鳳蝶;生物學(xué);發(fā)育;長(zhǎng)沙
紅珠鳳蝶(Pachliopta aristolochiae(Fabricius))又名紅腹鳳蝶、七星鳳蝶、紅紋曙鳳蝶、紅紋鳳蝶,屬鳳蝶科,裳鳳蝶族,珠鳳蝶屬[1]。它分布于河北、河南、陜西、江西、湖南、浙江、廣西、四川、云南、福建、海南、臺(tái)灣、香港、緬甸、泰國(guó)、馬來(lái)西亞、印尼、菲律賓等地[2]。翅型優(yōu)美,舞姿靈動(dòng),具有很高的觀(guān)賞和藝術(shù)價(jià)值,因此人工養(yǎng)殖有著廣闊的市場(chǎng)前景。迄今為止,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)紅珠鳳蝶成蟲(chóng)的發(fā)生規(guī)律[3]、形態(tài)特征[4]、生殖系統(tǒng)[5]、蛹期的滯育[6]和人工飼養(yǎng)[7]等方面有過(guò)報(bào)道,但對(duì)其生物學(xué)特性方面的研究較少。對(duì)其生物學(xué)特性進(jìn)行更深入的研究和了解,將為紅珠鳳蝶的人工飼養(yǎng)提供一定理論依據(jù)。
2015年4~10月于湖南省瀏陽(yáng)市大圍山國(guó)家森林公園以及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)、長(zhǎng)沙植物園采集到的紅珠鳳蝶老熟幼蟲(chóng)為蟲(chóng)源。
馬兜鈴科馬兜鈴,栽種于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂養(yǎng)殖園內(nèi)。
百花蜜[8]。
養(yǎng)蟲(chóng)籠、人工氣候箱、測(cè)微尺、游標(biāo)卡尺、培養(yǎng)皿、電子顯微鏡。
將從大圍山、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)以及長(zhǎng)沙植物園內(nèi)采集到的一批老熟幼蟲(chóng)分為AB兩組。A組放入養(yǎng)蟲(chóng)籠內(nèi),待其化蛹羽化后,喂以10%的蜜糖水,讓其自然交配產(chǎn)卵?;\內(nèi)栽入馬兜鈴植株,供其產(chǎn)卵和取食。待產(chǎn)卵后,用毛筆將產(chǎn)于寄主植物葉上的卵輕輕刮下,放于培養(yǎng)皿內(nèi),同時(shí)在培養(yǎng)皿內(nèi)放入一片葉柄包有濕棉球的嫩葉,將其置于人工氣候箱內(nèi)孵化。B組置于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂園內(nèi)進(jìn)行室外繁殖,園內(nèi)種有足量馬兜鈴植株。
將產(chǎn)下的卵粒置于人工氣候箱內(nèi)孵化。人工氣候箱設(shè)置3組不同溫度,分別為22、25、30℃,相對(duì)濕度設(shè)為80%,光周期設(shè)為L(zhǎng)∶D=14∶10[9]。待孵化成幼蟲(chóng)后,分別放入相同規(guī)模的培養(yǎng)皿中,內(nèi)放入新鮮的馬兜鈴葉片。每天補(bǔ)充更換馬兜鈴葉片,注意葉片保濕,及時(shí)清理糞便、臟物,清潔培養(yǎng)皿。
1~5齡初孵幼蟲(chóng),各齡各取30頭。觀(guān)察并記錄各齡期幼蟲(chóng)體表的形態(tài)特征變化,并用游標(biāo)卡尺及電子顯微鏡測(cè)量各齡幼蟲(chóng)的頭寬和體長(zhǎng)。
于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂養(yǎng)殖園內(nèi)用網(wǎng)罩圈住一塊區(qū)域,內(nèi)種有馬兜鈴植株。2015年10月中旬,將蛹移入栽種的馬兜鈴植株上。在翌年的3月至11月,每隔4 d進(jìn)行一次觀(guān)察記錄。統(tǒng)計(jì)一年發(fā)生的代數(shù),并記錄各世代中各蟲(chóng)態(tài)出現(xiàn)的始、盛、末期。
1~5齡幼蟲(chóng),各齡各取30頭,置于規(guī)模相同的培養(yǎng)皿內(nèi)飼養(yǎng)。內(nèi)放入新鮮的馬兜鈴葉片。取兩份份量相同且生長(zhǎng)發(fā)育程度接近一致的葉片,記為A、B兩份。A用于幼蟲(chóng)的飼養(yǎng),B放進(jìn)烘箱內(nèi)烘干至恒重后,秤取其重量。烘箱溫度設(shè)為48℃。在下一次給幼蟲(chóng)更換新鮮葉片時(shí),將A中沒(méi)有被取食完的葉片部分同樣放入烘箱中烘干至恒重再稱(chēng)重,再根據(jù)李有志等[10]測(cè)定方法,計(jì)算紅珠鳳蝶各齡幼蟲(chóng)的取食量。取食量(干重)=B份葉片總恒重-A份葉片剩余部分總恒重。在每一次幼蟲(chóng)蛻皮結(jié)束開(kāi)始活動(dòng)但是還未開(kāi)始取食前用電子天平進(jìn)行稱(chēng)重。
根據(jù)人工氣候室觀(guān)察記錄數(shù)據(jù),利用有效積溫法則公式計(jì)算:
式中:N為發(fā)育歷期;T為發(fā)育期平均溫度;C為發(fā)育起點(diǎn)溫度;V為發(fā)育速率;T′為溫度計(jì)算值。Sc和Sk分別為昆蟲(chóng)的發(fā)育起點(diǎn)溫度(C)和有效積溫(K)的標(biāo)準(zhǔn)誤差。采用最小二乘法求得。
用EXCEL 2007和SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析。
當(dāng)幼蟲(chóng)逐漸成長(zhǎng)時(shí),其頭殼的寬度以及體長(zhǎng)會(huì)隨著齡期的增加而增加。各齡幼蟲(chóng)的頭殼寬為0.71~3.70 mm、體長(zhǎng)為2.64~22.8 mm,每齡幼蟲(chóng)頭寬體長(zhǎng)以及主要形態(tài)特征均有明顯差異(表1)。
表1 幼蟲(chóng)各齡的頭寬、體長(zhǎng)和主要形態(tài)特征Table 1 The w idth of head,body length of different periods of larva and main morphological characteristics
紅珠鳳蝶的年生活史見(jiàn)表2。紅珠鳳蝶在長(zhǎng)沙一年發(fā)生4~5代,以蛹在寄主植物馬兜鈴的莖稈或老葉背面越冬。翌年4月上旬越冬蛹開(kāi)始羽化,4月下旬至5月上旬為越冬代成蟲(chóng)羽化盛期。由于越冬代成蟲(chóng)期參差不齊,時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月,造成以后各代的世代重疊現(xiàn)象。
表2 紅珠鳳蝶生活史Table 2 the life cycle ofPachliopta aristolochiae(Fabricius)
(續(xù)表2)
在25℃時(shí),測(cè)定的紅珠鳳蝶各齡幼蟲(chóng)的取食量結(jié)果如表3。
表3 紅珠鳳蝶各齡幼蟲(chóng)取食量及體重Table 3 Food consumption and weight of larvae at all ages
由表3可知,各齡幼蟲(chóng)取食量均有明顯差異。1~3齡幼蟲(chóng)的取食量較小,從4齡開(kāi)始,幼蟲(chóng)取食量大幅度增加。5齡時(shí),取食量暴增。在進(jìn)行人工飼養(yǎng)時(shí),要根據(jù)各齡幼蟲(chóng)的取食量及時(shí)補(bǔ)給食物,避免幼蟲(chóng)因食物缺乏而死亡。
同時(shí),在25℃測(cè)得紅珠鳳蝶1~5齡幼蟲(chóng)的體重變化表明,紅珠鳳蝶各齡幼蟲(chóng)之間體重差異十分明顯。1~2齡幼蟲(chóng),體重以小幅度增長(zhǎng)。從3齡開(kāi)始,體重明顯增長(zhǎng)。5齡初期,體重暴增,達(dá)到最大值。5齡末期體重下降,此時(shí)幼蟲(chóng)進(jìn)入預(yù)蛹期,不再進(jìn)食,同時(shí)還會(huì)將體內(nèi)的糞便排出。
由表4可知,在22~30℃范圍內(nèi),紅珠鳳蝶各蟲(chóng)態(tài)的生長(zhǎng)發(fā)育均可完成,但發(fā)育歷期存在明顯差異。當(dāng)溫度較低時(shí),發(fā)育歷期較長(zhǎng),隨著溫度的升高,發(fā)育歷期縮短。在相同溫度條件下,幼蟲(chóng)的歷期最長(zhǎng),約占發(fā)育歷期總和的51%,而卵的歷期較短,約占14.2%。由表5可知,25±1℃時(shí)的卵孵化率和幼蟲(chóng)存活率均高于其余兩組溫度。因此,結(jié)合表4和表5結(jié)果可知,人工飼養(yǎng)的溫度應(yīng)控制在25℃左右。
表4 紅珠鳳蝶在不同溫度下的發(fā)育歷期(d)Table 4 Developmental duration ofPachliopta aristolochiae(Fabricius)under different temperature
表5 不同溫度下的幼蟲(chóng)存活率及卵的孵化率Table 5 Survival rate of larvae and hatching rate of eggs under different tem perature
由表6可知,紅珠鳳蝶卵期完成生長(zhǎng)發(fā)育所需的有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度均低于幼蟲(chóng)期和蛹期。幼蟲(chóng)期的發(fā)育起點(diǎn)溫度最高,且整個(gè)世代的有效積溫也集中在這個(gè)時(shí)期。這主要與幼蟲(chóng)期發(fā)育歷期最長(zhǎng)有關(guān)。
表6 紅珠鳳蝶發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫Table 6 Developmental threshold temperature and effective accumulated tem perature ofPachliopta aristolochiae
紅珠鳳蝶在長(zhǎng)沙地區(qū)一年發(fā)生4~5代,以蛹越冬。幼蟲(chóng)各齡期頭寬、體長(zhǎng)、體表特征有明顯差異,可據(jù)此來(lái)判定幼蟲(chóng)的齡期。低齡幼蟲(chóng)的取食量較少,且體重增長(zhǎng)幅度也較小。從3齡開(kāi)始,取食量明顯增加,5齡進(jìn)入暴食期。因此在人工飼養(yǎng)過(guò)程中,要依據(jù)幼蟲(chóng)的齡期及時(shí)更換補(bǔ)充食物,保證各齡幼蟲(chóng)食物充足。4齡和5齡幼蟲(chóng)的體重有大幅度增長(zhǎng),但5齡幼蟲(chóng)末期體重會(huì)有小幅度下降,這主要是因?yàn)檫M(jìn)入預(yù)蛹期,幼蟲(chóng)停食,且將體內(nèi)糞便排出。在22~30℃內(nèi),隨著溫度升高,各蟲(chóng)態(tài)歷期縮短。最佳生長(zhǎng)發(fā)育溫度為25±1℃,在此溫度下發(fā)育歷期短,且幼蟲(chóng)成活率和卵孵化率最高。卵期、幼蟲(chóng)期和蛹期的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為5.9±1.8、9.8±2.0、5.7 ±1.6℃,可作為人工飼養(yǎng)提供溫度參考依據(jù)。卵期、幼蟲(chóng)期和蛹期的有效積溫分別為113.4±36.1、295.7±37.0、254.9±20.6℃,可用來(lái)預(yù)估湖南地區(qū)紅珠鳳蝶發(fā)生代數(shù)以及分布情況。
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Biological Characteristics of Pachliopta aristolochiae(Fabricius)in Changsha Area of Hunan
YU Jie1,XIAO Tieguang2,GE Feng3
(1 Institute of Plant Protection,Hunan Agricultural University,Changsha,Hunan 410128,China;2 Institute of Bees,Hunan Agricultural University,Changsha,Hunan 410128,China;3 Institute of Zoology,Chinese Academy of Sciences,Beijing,100020,China)
Mature papilio larvae were gathered from the wild.And these larvae were raised indoors and outdoors.The annual life history of Pachliopta aristolochiae,main biological characteristics of different ages of larvae,weight and food consumption changes of larvae were observed and recorded.Meanwhile,the influences of temperature on developmental duration of eggs,larvae and pupawere also explored.Based on the data of developmental duration,the developmental threshold temperature and effective accumulated temperature were figured out.The resultswere showed as follows:(1)Pachliopta aristolochiae happened four to five generations in Changsha.It lived through the winter by pupa.(2)There were differences in the head width,body length andmain characteristic of body at differentages of larvae.(3)Under the temperature of25±1℃,Pachliopta aristolochiae finished one generation in 49.3 d,when the egg hatching rate and larva survival rate were 98.2%and 96.8 respectively,the highest.(4)The developmental threshold temperature of eggswas 5.9±1.8℃,larvae was9.8±2.0℃,and pupawas5.7±1.6℃.The totaleffective accumulated temperaturewas664.0℃,themostadaptive temperature was 25±1℃.
Pachliopta aristolochiae(Fabricius);biological characteristic;annual life history;Changsha
Q969.438.2
A
1001-5280(2017)05-0538-05
10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2017.05.19
2017-05-02
余 潔(1992-),女,碩士研究生,Email:296003630@qq.com。