害虫生态控制及其案例
贝氏拟态:与不可食物种(the model)相似的物种(the mimic), 比较常见。 如北美黄斑凤蝶(the model)及其mimics: 北美黑凤 蝶、北美乌樟凤蝶等
缪氏拟态:比较少见。由一组不好吃的物种分享相同警戒信 号而共同获利。如黄、泥蜂属等幼虫同红棒球蝶灯蛾幼虫相似。 学会了避开某种蜂的鸟总是避开其他蜂和蛾, 避开这种灯蛾的 鸟也总是尽量避开这些蜂。
害虫生态控制及其案例
侯有明 (福建农林大学)
提纲
一、害虫防治的生态学基础 二、害虫生态控制的概念及其特征 三、害虫生态控制案例 四、害虫种群生态控制研究方法
一、害虫防治的生态学基础
1.昆虫的生态对策 2.害虫防治对策的宏观生态学基础
大多数生活史特性都是相互密切联系的: ● 卵数和卵的大小呈负相关 ● 雌虫存活率和产卵量呈负相关 ● 迁飞和滞育对发育历期、内禀增长率的影响 …………
表型问题:何种条件下起飞或降落? 飞行距离或多长的时间? 影响因子:光周期;食物和温度;风;……
亲代关怀(parental care);
护幼、利他、自残(cannibalism)
c. 生理对策
滞育(diapause): 时间上的逃避对策,滞育生态生理特性构成 昆虫整个生活史基础,对决定昆虫的季节性是最重要的。 表现型问题:滞育的深度, 滞育时间的长短,调节机理 休眠 (Dormancy)
a. 形态对策
攻击性拟态:捕食者(the mimic)很象某种对猎物有吸引力的 signal, 这样把猎物吸引来捕食或利用。如一种粉色的螳螂伏在 一种黑牡丹花上, 很象这种花的颜色和形状。有些被这种花吸 引来的昆虫便被捕食。
其他拟态形式:如伪装等。
b. 行为对策
迁飞(migration): 空间上逃避对策,不仅是逃避不良的环境, 而且还主动去开发暂时的环境
进化结果是植食性昆虫在自己的肠道中培养酵母菌或细菌。 这些肠道微生物可以通过卵传代。它们不仅能提供必需的氨基 酸和蛋白质,而且可以合成维生素和甾醇。它们广泛地存在于 鞘翅目、同翅目和异翅目昆虫体内。
利用植物毒素 马利筋含有哇巴因烯内酯和强心苷, 对许多昆虫有毒, 而某
些蝗虫、斑蝶、蝽类和天牛能够取食这种植物。 昆虫克服了寄主化学防线, 可利用其对付捕食者。如斑蝶体
生殖(Reproduction) 两性生殖: 是蚜虫渡过寒冬的一种策略。受精卵抗寒能力很强 孤雌生殖: 蚜虫主要方式, 大量繁殖和迁飞扩散起重要作用 表型问题:决定因素(温度?)
生理对策和行为对策往往密不可分
不确定环境条件下: 迁移和滞育:逃避不利环境, 在有利生境中定殖; 都在很大程度上决定于光周期变化。两者可能基于相同的生 理学机制。此外还可能跟环境温度、湿度、食物等有关。
内的植物毒素为天敌的次生拒食剂;但体内毒素超出了耐受 限度, 则可能会造成昆虫个体对策的主要形式。 2. 简述昆虫个体对策的特点及其意义。 3. 简述昆虫形态、行为、生理对策间的联系。
3)昆虫的种群对策 (Population strategies)
① r-对策和K-对策
在适宜环境下: 行为和生理协同演化,以使在新生境里持久生存,具备复合 的适应性:
坚持能力:种群的尽早繁殖、快速繁殖有关 扩散能力:较大体形, 较快发育速率, 产较大卵等特征有关
d. 其他对策
共生微生物, 使昆虫能够取食死亡的或木质化植物组织
Drosophila 幼虫可以吃仙人掌的腐败球囊中的酵母菌, 葱地 种蝇可以吃植物病斑中的分解纤维素的细菌。
滞育 休眠 生殖
a. 形态对策
变态(metamorphosis): 胚后发育过程中从幼期状态转变为成虫 状态的现象。分无翅亚纲中的增节变态、表变态;有翅亚纲 中的原变态、不全变态和全变态等
1.增节 (Anamorphosis):原尾目 2.表变态(Epimorphosis) 弹尾目、缨尾目、双尾目 3.原变态(Prometamorphsis) 蜉蝣目 4.不全变态(Incomplete):直、螳螂、蜚蠊、革、等、半等 5.全变态(Complete ): 脉翅、鞘翅、鳞翅、双翅、膜翅目等
进 化 模 式
变态(metamorphosis)
思考题
1. 昆虫生态对策的概念?简述其主要的形式。 2. 简述昆虫生活史对策的特点及其意义。
2)昆虫的个体对策 (Individual strategies)
个体对环境不确定性反应之灵活性
个体对策
形态对策
行为对策
生理对策
变态 多型性现象
拟态
迁飞 亲代关怀 护幼、利他、自残
r-, K- 对策:环境的稳定与不稳定。体现了能量分配原则 r-K对策连续:如日本蝶, 春天在山谷杂草, 产卵率高, 卵粒小, 死亡率高, 发育快, r-对策。夏季迁移到干旱山坡,食性很杂、 产卵率很低、卵粒大、子代成活率高、发育缓慢,k-对策。
②种群的遗传对策----多基因控制对策
各种形态、行为、生理对策, 均因种群的遗传对策, 都是多基 因控制的, 即是由两个以上位点的基因作用的结果。
a. 形态对策
多型性现象(multimorphosis):任何一种昆虫的种群中都存 在个体的形态差异。这些形态差异有不同程度的表现, 并且 受到基因型多样性的控制。
例: 蚜虫:有翅、无翅; 飞虱:长翅、短翅; 蝗虫:群居、散居等
a. 形态对策
拟态(mimicry):一种动物(the mimic)长得很象另一种动物(the model), 以至它们常常被混淆。
对许多种昆虫, 如棉红铃虫、桃蚜、美洲棉铃虫、云杉卷叶 蛾、丽蝇等,滞育的遗传为多基因方式, 但对有些物种不涉及 性连锁, 有些则是伴性遗传的。
③社会性行为对策
在昆虫的社会性行为中, 具有职能分化、利他、占空(territory)、
生活史对策
生态学
遗传学
行为特点差别 适应性差异
选择过程 等位基因频率 基因表达规则 修改多基因结构
………….
生活史模式进化过程
研究生活史对策的实验方法
直接法 (选择实验)
表型变异 遗传变异
相互作用、依赖程度
比较法 (联系环境)
不同环境种群
生 活 史 特 征
行 为 特 性 差 异
遗 传 特 性 差 异