荊 奇,周 瓊,杜 軍,尤克西
(湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,長(zhǎng)沙410081)
蜘蛛種類多,分布廣,其主要獵物是昆蟲,蜘蛛在自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)、林、果、蔬等生態(tài)系統(tǒng)的害蟲自然控制中作用巨大。它可捕食的昆蟲有刺蛾 、稻縱卷葉螟、棉鈴蟲、白背稻虱、蟬、蚊、蠅等30多種農(nóng)田害蟲及衛(wèi)生害蟲。近年來,由于農(nóng)林害蟲防治的需要,蜘蛛作為重要的捕食性天敵,更加引起人們的重視。而蜘蛛生態(tài)學(xué)的研究是以農(nóng)田蜘蛛治蟲研究的相應(yīng)發(fā)展。
漏斗蛛常見于灌木樹林低矮部位、草叢、農(nóng)田甚至宅院籬笆上,結(jié)大型片網(wǎng)。機(jī)敏異漏斗蛛Allagelen difficilis(Fox)與機(jī)敏漏斗蛛Agelena difficilis為同一物種,系福克斯于1936年根據(jù)宜賓的標(biāo)本而訂立,是在我國(guó)園林廣泛分布的一種漏斗蛛。宋大祥和陳障福 (1980)曾對(duì)機(jī)敏漏斗蛛的生活習(xí)性進(jìn)行了詳細(xì)的描述,之后對(duì)機(jī)敏漏斗蛛的研究報(bào)告甚少。到2010年,徐德進(jìn)等 (2010)研究了機(jī)敏漏斗蛛對(duì)灰飛虱Laodelphax striatellus(Fallén)的捕食作用,發(fā)現(xiàn)機(jī)敏漏斗蛛密度的增加導(dǎo)致單頭蜘蛛的捕食量下降。
黑腹果蠅Drosophila melanogaster是一種常見的農(nóng)業(yè)和衛(wèi)生害蟲,其危害多種水果果實(shí),如蘋果、香蕉、雪梨和柑橘等,極易在實(shí)驗(yàn)室中人工飼養(yǎng),是生物遺傳等研究的模式生物。為研究機(jī)敏異漏斗蛛的捕食行為和控蟲效能,筆者研究了實(shí)驗(yàn)室條件下機(jī)敏異漏斗蛛對(duì)黑腹果蠅的捕食行為過程和功能反應(yīng),為該蛛的進(jìn)一步研究和利用以及黑腹果蠅的防治提供依據(jù)。
機(jī)敏異漏斗蛛:2010年11~12月和2011年6月~9月,采自長(zhǎng)沙市河西綠化帶及岳麓山,將其放入于平底玻璃管 (直徑約2.5 cm,長(zhǎng)9.8 cm)內(nèi)室溫下單頭飼養(yǎng),管內(nèi)加入濕潤(rùn)的棉球保濕,以黑腹果蠅成蟲飼喂。飼養(yǎng)一個(gè)月后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
黑腹果蠅:在實(shí)驗(yàn)室條件下 [25±1℃,相對(duì)濕度60±2%]人工飼養(yǎng),取成蟲作為飼養(yǎng)蜘蛛的食物和供試獵物。
挑選大小一致,健康的機(jī)敏異漏斗蛛,讓其飽食黑腹果蠅1 d后,單頭移入干凈的平底玻璃管中,饑餓處理2 d,讓其在管內(nèi)織網(wǎng)后,供試。
1.2.1 機(jī)敏異漏斗蛛成體和幼體對(duì)果蠅捕食行為的比較
取經(jīng)飽食-饑餓處理的雌性成蛛,向平底試管中引入10~20頭黑腹果蠅。仔細(xì)觀察機(jī)敏異漏斗蛛發(fā)現(xiàn)獵物、處理和取食獵物的全過程,并記錄下來。同法觀察并記錄幼蛛的捕食行為過程。
1.2.2 機(jī)敏異漏斗蛛雌成蛛捕食黑腹果蠅的密度功能反應(yīng)
將黑腹果蠅密度設(shè)為 20、30、40、50、60、70、80、90頭/管,分別引入裝有一頭經(jīng)飽食-饑餓處理的雌性成蛛的平底玻璃管中。用海綿塞住瓶口,置于溫度25℃,相對(duì)濕度60%的人工氣候箱中,24 h后記錄并統(tǒng)計(jì)每支玻璃管中被捕食的黑腹果蠅數(shù)量。每個(gè)密度梯度處理5頭蜘蛛,每相同試驗(yàn)重復(fù)3次。單個(gè)捕食者在單位時(shí)間內(nèi),對(duì)給定的不同獵物密度下所能捕獲的獵物數(shù)量的變化,稱為功能反應(yīng) (Solomom 1949)。Holling根據(jù)對(duì)功能反應(yīng)的許多研究提出按反應(yīng)曲線的形狀,將其分為3個(gè)基本類型 (Holling,1959):即攻擊率為常數(shù)的Ⅰ型;呈凸型響應(yīng)的Ⅱ型,經(jīng)典模式有Holling圓盤方程;呈S型曲線的Ⅲ型響應(yīng)。功能反應(yīng)方程為 Na=(Tt·a·N)/(1+a·h·N),Tt為捕食者總的可利用時(shí)間,一般為已知,記為1,a為瞬間攻擊率,N為獵物密度,h為捕食處理時(shí)間,Na為捕食的獵物數(shù)量。
1.2.3 未孕卵雌性成蛛和雄性成蛛捕食能力比較
挑選大小一致、經(jīng)飽食-饑餓預(yù)處理的雌性未孕卵成蛛和雄性成蛛 (及其結(jié)網(wǎng)的平底玻璃管),每管內(nèi)引入80頭黑腹果蠅。24 h時(shí),觀察記錄每管剩余的黑腹果蠅數(shù)量,統(tǒng)計(jì)捕食量。每處理雌雄成蛛各10頭,重復(fù)3次。
1.2.4 孕卵雌蛛和雄性成蛛捕食能力比較
同1.2.3方法處理測(cè)試經(jīng)飽食-饑餓處理的孕卵雌成蛛和雄性成蛛,記錄并統(tǒng)計(jì)其捕食量差異。
采用SPSS16.0數(shù)據(jù)處理軟件的成對(duì)數(shù)據(jù)T檢驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析。
結(jié)合室內(nèi)對(duì)機(jī)敏異漏斗蛛幼蛛和成蛛捕食行為的觀察,結(jié)果見表1,可以看出幼蛛與成蛛的捕食行為譜相似,均包括以下過程:
靠近是指獵物撞擊蛛網(wǎng)后,蜘蛛立即沿網(wǎng)爬向獵物;
奔向和試探是獵物被確定后,蜘蛛奔向獵物并用觸肢試探獵物;
捕獲是蜘蛛撲向獵物,運(yùn)用螯爪插入獵物,將分泌的毒液注入獵物體內(nèi)的過程;
吸食是捕獲獵物后,蜘蛛咬住獵物立即吸食,是一個(gè)連續(xù)不間斷的過程。蜘蛛咬住獵物的部位是隨機(jī)的,且先吸食獵物的頭胸部,吸食過程中除了觸肢和螯肢有節(jié)奏地抖動(dòng)外,身體其余部位保持靜止;
殘?bào)w處理指蜘蛛將吸食完的獵物殘?bào)w用絲網(wǎng)卷成一團(tuán),推出網(wǎng)外的過程;
清理附肢是蜘蛛的顎葉和螯肢分泌黏液,伸進(jìn)兩顎葉間,刮洗其末端兩節(jié),再同法清理其他附肢的行為;
休整是蜘蛛清理完附肢后出現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)。
成蛛和幼蛛具體捕食行為稍有差異,主要表現(xiàn)為當(dāng)獵物較大時(shí),幼蛛會(huì)放棄攻擊,而成蛛則選擇性地攻擊獵物;幼蛛一次吸食單頭獵物,而成蛛一次可吸食單頭或多頭獵物;殘?bào)w處理完成后,幼蛛直接進(jìn)入休整狀態(tài),而成蛛則先轉(zhuǎn)圈織網(wǎng),再休整。
表1 機(jī)敏異漏斗蛛成蛛和幼蛛捕食行為比較Table 1 The prey behavior between spiderling and adult of Allagelen difficilis
表2 機(jī)敏異漏斗蛛雌性成蛛對(duì)黑腹果蠅的捕食功能反應(yīng)Table 2 Functional reaction of A.difficilis on D.melanogaster
結(jié)果見表2,可以看出,在一定范圍內(nèi)隨著獵物密度增加,機(jī)敏異漏斗蛛捕食量也增加,達(dá)到一定程度時(shí),捕食量的增加幅度漸趨于平緩,可以用HollingⅡ型 (Holling,1959)來描述,經(jīng)模擬得到機(jī)敏異漏斗蛛捕食果蠅的直線回歸方程為:Na=1.003N/(1+0.002N),相關(guān)系數(shù)r2=0.98,瞬間攻擊率為0.95。
將機(jī)敏異漏斗蛛實(shí)際捕食量與功能反應(yīng)模型擬合的理論值列于表 2,經(jīng)卡方檢驗(yàn),χ2為0.487,P>0.05,差異不顯著,表明實(shí)際捕食量與理論捕食量相符,該方程能很好反映機(jī)敏異漏斗蛛隨黑腹果蠅密度變化的捕食情況。
未孕卵雌成蛛和雄成蛛的捕食量見表3,將其進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),P>0.05,兩者之間差異不顯著 (見表3),表明個(gè)體大小相近的未孕卵雌性成蛛與雄性成蛛對(duì)黑腹果蠅的控制能力相當(dāng)。
表3 未孕卵雌性成蛛和雄性成蛛捕食能力的比較Table 3 Compare the predation abilities between female and male adult Allagelena difficilis
個(gè)體大小相近的孕卵雌蛛和雄成蛛的捕食量見表4,已孕卵雌性成蛛捕食黑腹果蠅的量明顯多于雄性,兩者之間差異極顯著 (P<0.01)(見表4),表明已孕卵雌性成蛛對(duì)黑腹果蠅的控制能力明顯強(qiáng)于雄性成蛛。
表4 孕卵雌蛛和雄性成蛛捕食能力的比較Table 4 Compare the predation abilities between pregnant female and male adult A.difficilis
蜘蛛按其習(xí)性可以分為結(jié)網(wǎng)型和游獵型兩大類。游獵蛛不以網(wǎng)捕食,結(jié)網(wǎng)蜘蛛以網(wǎng)捕食獵物。
機(jī)敏異漏斗蛛和迷宮漏斗蛛Agelena labyrinthica(Clerck)是我國(guó)常見的漏斗蛛。陳文華和趙敬釗 (1987)對(duì)迷宮漏斗蛛的生活習(xí)性進(jìn)行了詳細(xì)的描述,迷宮漏斗蛛捕食時(shí)將獵物獵殺后,取食單頭獵物,再出現(xiàn)清理殘?bào)w的行為。關(guān)于其幼蛛的捕食行為文中未做描述。
本研究發(fā)現(xiàn),個(gè)體較大和成熟的機(jī)敏異漏斗蛛與迷宮漏斗蛛的捕食方式相似:獵捕時(shí)先將幾頭獵物分別處死后并不立即吸食,待處理的獵物數(shù)量較多時(shí)將其帶到漏斗網(wǎng)管內(nèi)逐個(gè)吸食。吸食完后,機(jī)敏異漏斗蛛將多個(gè)果蠅殘?bào)w卷成一團(tuán),推出網(wǎng)外。而機(jī)敏異漏斗蛛幼蛛則獵捕并開始吸食單頭果蠅,吸食完后將果蠅殘?bào)w單頭推出網(wǎng)外。
機(jī)敏異漏斗蛛在園林植物、糧食作物區(qū)和經(jīng)濟(jì)作物區(qū)都廣泛存在,捕食量的多少與溫度和蛛體的饑餓程度等各種因素有關(guān),徐德進(jìn)等 (2010)研究表明實(shí)驗(yàn)室條件下機(jī)敏異漏斗蛛對(duì)灰飛虱Laodelphax striatellus(Fallén)若蟲和成蟲的捕食功能反應(yīng)均符合HollingⅡ型方程。本研究結(jié)果,機(jī)敏異漏斗蛛捕食果蠅成蟲的功能反應(yīng)也符合HollingⅡ型方程。說明機(jī)敏異漏斗蛛的捕食量隨獵物大小而變化,獵物個(gè)體越小,其捕食量越大;同時(shí),在一定的獵物范圍內(nèi),隨著獵物密度加大,蜘蛛的捕食量也增大。這與李德明等 (2005)研究草間鉆頭蛛Hylyphantes graminicola捕食果蠅,王常玖等 (2004)研究白額巨蟹蛛Heteropoda venatoria捕食紅頭麗蠅Calliphora vomitoria的結(jié)果一致。
本研究發(fā)現(xiàn),蜘蛛個(gè)體大小和發(fā)育程度決定其捕食量,個(gè)體大小相似的機(jī)敏異漏斗蛛的未孕卵雌蛛和雄性成蛛的捕食果蠅能力相當(dāng);而孕卵雌性成蛛的捕食量明顯大于雄性成蛛,可能是由于孕卵雌性成蛛個(gè)體明顯大于雄性蛛,且所孕卵需要較多營(yíng)養(yǎng)的緣故。說明雌蛛對(duì)昆蟲的捕食能力明顯強(qiáng)于雄蛛,提示在害蟲生物防治中雌蛛具有更大的利用價(jià)值。
致謝:承蒙徐湘教授鑒定蜘蛛種類,2009級(jí)本科生歐丹霞同學(xué)和譚燦同學(xué)參與部分實(shí)驗(yàn),在此一并表示衷心感謝。
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