黨 蕊,徐世才,3*,柯瑩瑩,丁昌萍
(1. 延安大學生命科學學院, 中國 延安 716000;2. 陜西省動物研究所,中國 西安 710032;3. 陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術(shù)研究中心,中國 延安 716000)
絲帶鳳蝶SericinusmontelusGray, 1852隸屬鱗翅目Lepidoptera鳳蝶科Papilionidae鋸鳳蝶亞科Zerynthiinae絲帶鳳蝶屬Sericinus,該屬全世界僅記錄1種,分布于古北區(qū),為中國、朝鮮、日本和俄羅斯所特有[1-3],雌雄異形,具觀賞價值[4]。幼蟲為寡食性,主要以馬兜鈴Aristolochiadebilis、北馬兜鈴Aristolochiacontorta和鐵線蓮馬兜鈴Aristolochiaclematitis以及蝙蝠葛Menispermumdauricum[5]為食,取食時以寄主植物嫩芽、嫩莖、嫩葉及果子為主,嚴重時,可將整株寄主皮吃光,僅剩光桿[6,7]。以往對絲帶鳳蝶的研究多是關(guān)于人工飼養(yǎng)方式、影響蛹滯育的因素或是針對不同地區(qū)絲帶鳳蝶的生物學特征、生活史、形態(tài)等[8-15],對絲帶鳳蝶生殖系統(tǒng)的研究未見報道。筆者擬對絲帶鳳蝶的生殖系統(tǒng)進行解剖,描述其內(nèi)外生殖器結(jié)構(gòu)特征,以期為蝴蝶分類,絲帶鳳蝶防治、人工飼養(yǎng)以及生殖生理學等方面的研究提供理論依據(jù)。
標本于2019年7~8月采于陜西省子午嶺國家級自然保護區(qū)。解剖時,將采集的新鮮成蟲標本剪下腹部,放入培養(yǎng)皿,倒入75%酒精,在Nikon SMZ1270體視顯微鏡下用昆蟲針將其表皮剝?nèi)?,去除消化道及脂肪粒,可觀察到完整的生殖系統(tǒng),最后保存于甘油中,用Leica M205A全自動立體顯微鏡拍照。圖片均使用Adobe Photoshop CS6處理。
2.1.1 絲帶鳳蝶雄性內(nèi)生殖器 絲帶鳳蝶雄性內(nèi)生殖器包括:睪丸愈合成單一器管,貯精囊1對、復射精管1對。睪丸(圖1A-1,彩圖見封三):位于第5腹節(jié)之下,近似球形,黃色,由兩個睪丸體合并而成,外有不透明睪丸膜包被,膜上附有氣管。貯精囊(圖1A-2):連接在睪丸的腹面,向外伸出,中間細長,兩邊膨大,形似“X”形。輸精管(圖1A):由貯精囊末端延伸到復射精管的膨大處的2條細管,白色,半透明,與復射精管相連。復射精管(圖1C):1對,近似“C”形,乳白色,其右端向下彎曲延伸與附腺相連,其左端向上彎曲延伸與單射精管相連。單射精管(圖1B):前端與復射精管相連,末端與陽莖相連,分4段,第1段(圖1B-10),半透明,后端旁繞回折,有明顯節(jié)點;第2段(圖1B-9),乳白色,平滑伸展,呈“C”形;第3段(圖1B-8),半透明,后端螺旋纏繞;第4段(圖1B-7),與陽莖相連處明顯膨大,淡黃色。附腺(圖1D):從復射精管一端延伸出來,細長,前端為乳白色,末端為暗黃色。
圖1 絲帶鳳蝶雄性內(nèi)生殖器(A)雄性內(nèi)生殖器整體背面觀;(B)單射精管和陽莖;(C)復射精管;(D)附腺;(E)睪丸和貯精囊側(cè)面觀(1. 睪丸;2. 貯精囊;3. 附腺;4. 陽莖;5. 單射精管;6. 復射精管;7~10. 單射精管原節(jié))
2.1.2 雄性外生殖器 絲帶鳳蝶雄性外生殖器包括抱器瓣、陽莖以及其他支撐結(jié)構(gòu)(圖2A)。抱器瓣是位于背兜兩側(cè)的一對囊狀結(jié)構(gòu),圓錐形,前端突起較尖,外緣覆著毛叢(圖2E);基腹弧上端粗,下端細(圖2A-2);囊形突粗、長、指狀結(jié)構(gòu)(圖2A-4);背兜中部突起,鉤突粗短,由基部到端部漸細(圖2D);陽莖細長稍有些彎曲,陽莖囊下有突起結(jié)構(gòu)(圖2C);陽基軛片盾片狀(圖2B)。
2.2.1 雌性內(nèi)生殖器 絲帶鳳蝶雌性內(nèi)生殖器包括1對卵巢、1對側(cè)輸卵管、1根中輸卵管、受精囊、附腺及外生殖器腔(圖3A)。
卵巢(圖3A-1):1對,對稱,卵巢管在腹部盤繞回折,分為4個部分:端絲、生殖區(qū)、生長區(qū)和卵巢管柄;4根端絲匯聚成一條懸?guī)?,卵巢管柄連接于卵巢管本部和側(cè)輸卵管之間,每一個卵巢由固定的4根多滋式卵巢管組成,由微器官將其連在一起(圖3A-2)。卵巢管基部在下方連接側(cè)輸卵管(圖3A-3),2條側(cè)輸卵管在中央?yún)R合成為中輸卵管(圖3A-4),中輸卵管與外生殖腔(圖3A-7)相連。
受精囊(圖3B):位于中輸卵管右側(cè),由受精主囊、受精副囊、受精囊管和受精囊腺組成。受精主囊略呈扇形(圖3A-9),受精副囊鑲嵌在受精主囊上,呈腎形(圖3A-10),受精主囊基部連接受精囊管,端部延伸出受精囊腺(圖3A-11),受精囊腺端部有分支(圖3A-8)。
附腺(圖3A-13):含有附腺囊及附腺兩部分。附腺囊由1對囊體合并而成,黃色,其端部延伸出細長附腺,附腺管開口于外生殖腔(圖3A-12)。
圖3 絲帶鳳蝶雌性內(nèi)生殖器(A)雌性內(nèi)生殖器整體觀;(B)受精囊放大圖(1. 卵巢;2. 卵巢管;3. 側(cè)輸卵管;4. 中輸卵管;5. 導精管;6. 交配囊;7. 外生殖腔;8. 受精囊腺;9. 受精囊;10. 受精副囊;11. 受精囊管;12. 附腺囊;13. 附腺)
2.2.2 雌性外生殖器 絲帶鳳蝶雌性外生殖器包括交配囊、導精管及其他支持結(jié)構(gòu)。肛突是腹部末端左右對稱的一對瓣,其上多毛(圖4-1);前表皮突(圖4-2)和后表皮突(圖4-3)長且細;囊導管端片寬大,骨質(zhì)化程度較高(圖4-4);陰片高度骨化(圖4-5);交配囊膜質(zhì),近似球形,位于腹部第5~7節(jié)(圖4-6)。
鱗翅目中蛺蝶科Nymphalidae與粉蝶科Pieridae中,關(guān)于雌性內(nèi)生殖器中卵巢發(fā)育狀態(tài)可判斷其發(fā)育程度的類似研究較多,解剖過程中發(fā)現(xiàn)絲帶鳳蝶也遵循這一規(guī)律。與王曉芳等[16,17]關(guān)于中國遷粉蝶屬分類研究一致,發(fā)生盛期的絲帶鳳蝶可觀察到其卵巢管基部到端絲部分卵粒排列緊湊,輸卵管、側(cè)輸卵管中布滿卵粒,由淡黃色到白色漸變,飽滿。依據(jù)Cholodkovsky[18]對鱗翅目雄蟲睪丸的分類,絲帶鳳蝶的2個睪丸包在一共同膜中,彼此緊密相接,像單一器官,與柑橘鳳蝶Papilioxuthus、黃鉤蛺蝶Polygoniac-aureum、牧女珍眼蝶Coenonymphaamaryllis以及云粉蝶Pontiadaplidice相同,均屬于第4類,而多眼灰蝶Polyommatuseros的兩個睪丸未完全愈合,為第3類[19,20],由此可見睪丸的不同形態(tài)可為形態(tài)學分類提供特征。雌蟲內(nèi)部生殖系統(tǒng)為雙孔類,與柑橘鳳蝶相同[19]。
圖4 絲帶鳳蝶雌性外生殖器側(cè)面觀(1. 肛突;2. 前表皮突;3. 后表皮突;4. 囊導管;5. 陰片;6. 交配囊)
通過比較發(fā)現(xiàn),絲帶鳳蝶與柑橘鳳蝶的雄性生殖系統(tǒng)具有一定差異。雄性內(nèi)生殖器中,絲帶鳳蝶精巢亮黃色,2條輸精管細長,單射精管分為4部分,附腺細長彎曲,末端為不透明,暗棕黃色;而柑橘鳳蝶精巢紫紅色,2條輸精管較短,單射精管分為3部分,且中間部分角質(zhì)化程度較高,附腺為半透明細管。雄性外生殖器中,絲帶鳳蝶鉤形突粗短,陽基軛片盾片狀,陽莖細長,前端有突起;柑橘鳳蝶鉤形突細長,陽基盾片呈V形,陽莖前端有凹陷。由此可見,在屬級階元上雄性生殖系統(tǒng)存在較大差異,鉤形突、陽莖形狀可作為分類特征;另外,絲帶鳳蝶雌性外生殖器的骨質(zhì)化程度較高,其交配囊屬于膜質(zhì),囊導管骨質(zhì)化程度較高,但未見鱗翅目雌性外生殖器骨質(zhì)化程度較高的報道[16-19],可進一步探究其外生殖器的發(fā)育機制。