张平 葛斯琴 黄玲巧 杨星科 王琛柱*
中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室北京100101
夜蛾科昆虫的幼虫口器都属于咀嚼式口器,但是有些能钻蛀果实,有些只能蚕食叶片。为了解这些幼虫在取食食物上的适应性,我们以棉铃虫和粘虫为主要对象,比较了它们取食行为的差异,并研究了相关器官的结构与取食行为的关系。我们发现棉铃虫可以钻蛀辣椒果,但是粘虫不能。阻碍粘虫取食的主要是光滑的果皮和外层组织。进一步发现,食物的形状不影响棉铃虫取食的效率,但会显著影响粘虫的取食。相对于柱状食物,粘虫更擅长取食片状食物。
幼虫的足和口器在取食过程中起着重要作用。足能牢固地抓握食物是取食的前提,而口器能有效地分割食物是进食的关键。两种幼虫的胸足无明显不同,而腹足虽然数目相同,但抓握结构在两种昆虫存在较大差异。以臀足为例,棉铃虫每只臀足上有19根趾钩,排成双序中带状;粘虫每只臀足上有30根趾钩,排列单序中带状。棉铃虫的趾钩显著长于粘虫的趾钩,且尖端比粘虫的更尖锐。由此推测,棉铃虫的腹足适于在光滑的球面物体上抓握,而粘虫的腹足更适合抱握有边缘的平面物体。
两种幼虫的口器结构相同,但上颚形状显著不同。高龄棉铃虫上颚前端具有锐齿,可以穿破植物果实;高龄粘虫上颚的前端比较钝平但具刃,适于剪切植物叶片。口器的三维重建数据显示,粘虫上颚的收肌比棉铃虫的更发达,这可能与它们的咀嚼功能相适应。叶片一般比果实具有较少的水分,也更坚韧,需较大力量来磨碎。
因此我们得出如下结论:棉铃虫长于钻蛀果实,而粘虫善于高效蚕食叶片;两种幼虫为适应于两种虫子不同的取食习性,其趾钩的结构、数量和排列方式,上颚形态结构以及连接在上面的肌肉等方面产生了特化;这种适应性使得二者避免了生态位重叠,减小了种间竞争。
关键词:棉铃虫和粘虫,钻蛀取食,蚕食,三维结构重建,趾钩