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苔藓跳甲2生物学

 

植食性昆虫大多以被子植物(显花植物)为食;相比之下,以苔藓植物为食的昆虫较少(如苔蛾的幼虫等)。虽然许多其它节肢动物也常见于隐秘的苔藓丛中,例如:螨类、跳虫、鞘啄蝽、某些隐翅甲等,但它们不以苔藓为食。

福安苍山跳甲CangshanalticafuanensisRuanetal.,摄于人工饲养环境,寄主:大灰藓.依赖苔藓而生的跳甲(鞘翅目,叶甲科)目前已知仅有30余种。我们一直被这类神秘的甲虫所吸引,总想窥探其未知的生活习性。然而它们在野外十分稀少,加上微小的体型(1.5mm左右),在密集的苔藓茎叶中很难发现它们,甚至连标本也很难采得。我们此前多番尝试采集活虫,均告失败,直到前两年,我们改进了传统的土壤动物分离法,才从苔藓中分离到福安苍山跳甲Cangshanalticafuanensis的大量活体标本;于是结合人工饲养,观察到了食藓跳甲的一些独特的生物学特征。

Cangshanalticafuanensis的生活史

卵(7–16天)

雌虫将卵产于勺形的叶片下,以此将卵隐藏、伪装;即便在显微镜下也难以发现。卵期的长短高度取决于环境湿度:潮湿环境7–10天,微湿环境10–16天。

隐藏于勺形叶片之下的卵

光学物镜(10X)下的卵,表面呈现出多角形纹理。

幼虫(14–30天)

它们的生存依赖高湿度环境,实验表明:幼虫无法存活于干燥的苔藓丛中。

幼虫与成虫类似,以多种苔藓的叶为食,主要寄主为大灰藓(亚洲常见苔藓之一),但也能取食雌虫产下的卵,以此取得养分和个体生存优势。

幼虫正在取食同类的卵.摄于人工饲养环境

幼虫.摄于人工饲养环境

幼虫的结构特征

幼虫化蛹前经历一段前蛹期(3-5天),此阶段的幼虫钻入土壤,用上颚和足搜集细小的泥土颗粒,将它们慢慢堆建成蛹室。

前蛹期,体色转为乳白色蛹(10–15天)

蛹期同样依赖于高湿度环境,干燥的蛹室会使蛹体失水,造成死亡。

从蛹室取出的蛹成虫(60–天)

刚羽化的成虫:室内实验表明此阶段的成虫完全不具备跳跃能力!在羽化1至2天后身体逐渐骨化的同时,跳跃能力才逐渐增强。

刚羽化不久的成虫典型成虫:具备强大的跳跃能力,跳跃距离常常超过其体长的倍(但无后翅、无飞行能力)。成虫为多食物性,取食多种苔藓的嫩芽。典型成虫,停歇于大灰藓上.

Cangshanalticafuanensis的生物学

1.由湿度决定的生活节律

它们的幼虫对环境湿度有极端的要求。室内实验表明:暴露于45%的湿度环境,2小时内就能杀死幼虫。卵的孵化也需要高湿度诱导。为了保证它们的存活率,实验曾使用99%-%的湿度饲养它们。

它们产于福建福安市,位于福建东部丘陵地带,这里常年温暖湿润,亚热带海洋性季风气候带来充沛的水汽,使各类苔藓植物竞相生长。山谷里水流密布,沟壑发育,陡峭的峡谷十分常见;再加上遮天蔽日的亚热带常绿阔叶林,为苔藓、也为食藓跳甲们提供了得天独厚的潮湿环境。

浓雾弥漫的高湿度山谷,在福建十分常见。例如在福州闽侯,傍晚常出现漫山浓雾,把山川抹得像极一幅山水画。那儿一定也有许多未知种类,以它们独特的生活习性适应环境。

每座大山都是特殊的,孕育着独特的生物类群,很多种类“仅在此山中,云深不知处”,而我们的常规采集往往无法触及它们所生存的微环境。

模式产地(福建.福安.枢洋):山谷坐南朝北,山脊陡峭,日照时间十分短暂。

野外实验表明:白天日光照射时,这些跳甲藏匿于地表阴暗处。山谷里短暂的午后阳光过后,树影再次遮蔽地表植物,使苔藓恰不失去过多水分;当夜幕降临,空气因降温而产生的冷凝水附着在苔藓上,它们迅速得以复苏;这样,跳甲重又活动于苔藓表层。它们的活动与苔藓的生长呈现一致的昼夜节律变化。

日间看似干燥、毫无生机的大灰藓;傍晚因气温骤降而产生的冷凝水使它们迅速复苏,跳甲们也重新出现在苔藓上.

2.产大型卵

卵的长度常常达到雌虫体长的一半;雌虫一生仅产2-4粒卵,均为单产,这些特征在跳甲中第一次发现。在少数体型微小化的甲虫中也能发现这种现象(如缨甲科、球甲科、水缨甲科)。

成虫与卵

3.卵巢高度退化

雌虫每侧卵巢仅有两根卵巢管,体内最多仅发现两粒成熟的卵,这在叶甲科中是第一次记录。这在其它少数甲虫中也能见到,如金龟科部分类群仅有一根卵巢管。

高度退化的卵巢

4.雌虫藏卵(伪装行为)

雌虫严格地将每粒卵藏匿于一片叶下,大灰藓的叶为勺形,叶与卵浑然天成,在显微镜下也难以发现。

隐藏于勺形叶片之下的卵

5.同种相残行为

幼虫对卵的取食属于种内相残习性,植食性昆虫的同种相残行为见于少数昆虫类群,目前已有超过例报道,鞘翅目昆虫占了50余例。这种行为的动力和机制较复杂,有研究认为它有利于:营养的获得、去除种内竞争者、调节种群密度等。

幼虫取食同类的卵.

一个简单的改进:风力驱动的Berlesefunnel

因实验常常需要用Berlesefunnel处理大量的苔藓和土壤,而获得的标本总是很稀少,这迫使我们对传统的土壤动物分离法进行改进,虽然这是一个简易的改装,但它促使了更多活体标本的获得,并因此才有可能作人工饲养。

主要方法是:1.引入热风,以暖风机代替传统的灯泡和加热片;2.将封闭式的漏斗改为开放式漏斗以利于空气流通;3.将瓶底的酒精替换为湿润的纸巾,以收集活体标本。主要原理为:高速的热风将土壤加热,并迅速带走水分,高温和低湿促使节肢动物往下方搜集管迁移。但这种采集方法有个缺点:能耗较大,半个月能轻易耗掉0度电(每个漏斗的功率为-0W)。

图示:A传统Berlesefunnel原理图;B热风驱动的高功率Berlesefunnel原理图。下图为实物照片,这种设置较传统的Berlesefunnel效率更高,仅需要4-8小时就完成一个流程:使8L苔藓或4L土壤完全干燥.改进的Berlesefunnel所采集到的土壤动物样本.

图片?RuanY.

文中数据引自:RuanY.,KonstantinovA.S.,Dama?ka,A.F..TheBiologyandImmatureStagesoftheMoss-EatingFleaBeetleCangshanalticafuanensissp.nov.(Coleoptera,Chrysomelidae,Galerucinae,Alticini),withDescriptionofaFan-DrivenHigh-PowerBerleseFunnel.Insects,11(9):(1–27).原文链接:

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