震惊三观!把TA麻醉后,然后产卵……
10月份荷塘悦社线上分享邀请到武汉园林研究院的董立坤老师分享《昆虫世界的相生相克》。
在线听分享的过程中,我不断惊掉下巴:把卵产在其他昆虫的身体里,这种寄生方式还算“温情”?还有更想不到的产卵方式——把寄主麻醉,再产卵进去……
语音转文字后一万多字,特选取部分内容分享给大家,全文3000多字,阅读需12分钟。
——寒塘
大家知道在自然界中,每种生物都不是孤立的,他们总是紧密的联系在一起,相互制约、互相依存,生态系统都是处于一个动态的平衡,物种间相互联系让生态系统保持稳定。
01 残酷的捕食
图中有五个物种:植物-叶蝉-蟌-树莺-红隼,它们之间的联系很简单,就是吃与被吃的关系。
图中的几个物种也是吃与被吃的关系,与上张图不同的是,它是一对多的关系。
生物界包括动物、植物、微生物,就是通过相互交织的食物链联系在一起,这些相互交织的食物链又形成食物网,维系着物种间天然的平衡。
昆虫是动物界种类和数量最多的一个类群,昆虫数量庞大,它们也进化了一种很复杂的种间相互关系。今天我们要聊的就是昆虫之间吃与被吃,相生相克的一种关系。
昆虫之间最直接的关系就是捕食,捕食是为了获得自身生长和繁殖所需的物质和能量。捕食是自然界中最普通最常见的一种现象,也是大家最熟知。
图片中的螳螂是进化的非常完美的一种捕猎者,它的前足是捕捉足,是一件非常完美的武器,它的头也进化得非常的完美,是可以大角度旋转的三角形,复眼特别大,可以有效的锁定猎物。
图中的螽蟖也是捕食性的。
素色似织螽它的前足有很多刺,它也相当于螳螂的捕捉足,具有捕食的作用。它除了吃植物以外,也会捕食一些小型的动物来补充蛋白。
举个例子,昆虫中常见的捕食类群除了螳螂目以外,还有脉翅目的蜻蜓、鞘翅目的一些锹甲,膜翅目的胡蜂,半翅目的猎蝽等,都是捕食性的昆虫。
02 在身上产卵or体内产卵?
除了我们能直接观察到捕食性的这种相互关系,在昆虫界还有一些更不易被觉察到的,我的说法是相对温情的一种相互关系。
为什么说温情呢?因为它的这种方式叫做寄生,是为了它的后代着想,很多情况下寄生是为后代准备食物。
昆虫中膜翅目是一个很大的寄生性昆虫的类群,昆虫的寄生行为也不是一下就出现的,而是经过了漫长的进化历史。
最早在侏罗纪的初期就出现了膜翅目的蜂类,它们也是种类最繁多的昆虫,现在大概有超过30多万种。
寄生方式分为外寄生和内寄生。外寄生就是把卵产在昆虫的体表,取食寄主的身体;有一些蜂类,会用产卵器把它的卵产在寄主的体内,这属于内寄生。
图中彩色的幼虫是一只虎蛾的幼虫,它的身体上被产了卵。右边图是一只夜蛾的幼虫被茧蜂产卵以后,茧蜂的幼虫就附着在夜蛾幼虫的体表进行取食。
这张图是我拍到的寄生蜂,它发育成熟以后,在寄主昆虫的身体周围吐丝结茧羽化出成虫。
寄生蜂也是完全变态发育的,跟我们养的蚕是一样的,它一生也要经过卵、幼虫、蛹,最后羽化成虫。
这属于外寄生,大家看这个图以后可以思考一个问题,这样的外寄生方式存在哪些隐患?
寄主在滚动的时候,寄生蜂的卵和幼虫很容易挣脱或者掉下来,因其直接暴露在外易被其它动物取食。对寄生蜂来讲,外寄生是有一定风险的。
怎么解决这两个风险的问题呢?寄生蜂其实也很聪明,它们进化出了一些新的本领。它有两种方法,一种就是寄生蜂会用产卵器上面的毒刺,把它的寄主麻痹,然后在寄主身上卵产,这样寄主就不会来回滚动,它的卵和幼虫就不会被挣脱掉。
这张图是我们在实验室养的肿腿蜂,肉肉的虫子是天牛的幼虫,它已经被寄生蜂成虫给麻痹了,身体一动不动,但是它的身体机能是活的。寄生蜂的幼虫孵化出来以后就可以取食新鲜的这些组织。
有研究表明,寄生蜂在麻醉寄主的同时会注入一些麻醉的物质,同时也会有一些毒腺里跟它自身结合起来的核酸病毒一同注入到寄主体内去。
这些跟寄生蜂共生的病毒,到寄主体内维持寄主正常的生理机能,让寄主不至于那么快的死去或者是腐烂,这样更有利于寄生蜂的后代取食。
还有一种方式就是内寄生,内寄生的形式被认为是较为进化的,首先它避免了外寄生面临的一些危险隐患。寄生蜂把卵产在寄主体内,让孵化的幼虫在寄主体内取食一些营养物质,等它发育成熟以后再钻出寄主,体外结茧化蛹。
03 这一生都可能被寄生
内寄生按照寄主不同的生活史阶段来区分,可以分为卵寄生、幼虫寄生、蛹寄生和成虫寄生。其实说白了,就是昆虫的四个生活史阶段,都有可能被其他的一些昆虫寄生。
左边这张图是在叶蜂的体内寄生的,它的独到之处是什么呢?大家看它体内有很多的幼虫。一个寄生蜂它不可能产这么多卵,它有可能在寄主体内产一粒卵或两粒卵,但是它的卵在胚胎阶段就可以分裂,一直分裂出很多个体,直到寄主体内长满了幼虫,这是很厉害的一种生殖方式。
图中是寄生蜂在卵上寄生。
图中是幼虫寄生阶段,跳小蜂和姬蜂专门袭击昆虫的幼虫,迅速得把产卵器扎入寄主体内产卵。
图中展示的就是广大腿小蜂寄生菜粉蝶的蛹。广大腿小蜂可以寄生一百多种昆虫,它主要是蛹寄生。寄生蜂是在菜粉蝶蛹内化蛹的,羽化成虫后,它就咬破蛹壳儿钻出来。
还有一种更生猛的就是直接寄生成虫的,图中是跳小蜂寄生蝗虫,它直接找蝗虫的成虫,在它身上产卵。
04 给后代留房子又留食物
相对于前两种寄生方式,营巢寄生更进一步了。什么叫营巢寄生?除了给自己孩子准备食物外,它还要给它们造一间房子,造一个巢穴来储备这些食物,这样就可让他的后代避免暴露在外面被天敌取食,或者被其他的生物干扰。
这种营巢寄生主要是泥蜂类的昆虫,像图中的沙泥蜂,它做了一个巢,捕捉一些活体的昆虫回来,把昆虫放进去,然后把洞穴封死。
我们身边还有好多会做巢的寄生蜂,除了在土里做巢的沙泥蜂外,还有会做泥巴巢的。
壶泥蜂的巢像小泥罐和壶,它用泥巴把巢做好了,把麻醉的寄主拖进巢里,在寄主体外产卵,自己再钻出来,把巢穴封口。
营巢寄生相对来说是比较进化的一种寄生方式,因为它为后代提供了庇护所,那么也有一个问题:它是怎么解决食物防腐的问题呢?就是刚才我们说的用麻醉的方法。
05 “温情”的杀死“害虫”
我们的工作就是利用昆虫的捕食或寄生的关系,去发展所谓的这个益虫,养的这些天敌昆虫去取食对植物不利的害虫。
所谓的害虫与益虫,我觉得可以分享一点。
其实在自然界当中,我们有意无意的会根据我们自身的人类社会的利益关系把对经济生产不利的昆虫划分为害虫,对我们有利的或者捕食害虫的昆虫,归为益虫。
在自然界中,从生态的角度去看,它们都只不过为了生存,都是食物链的一环,所谓的害虫和益虫,只不过是人类对它们贴的一个标签。
现在我们实验室养的最多的就是肿腿蜂。养它干嘛呢?主要是用它来控制园林树木上的天牛。
图中这样二三十公分长的柳树树干里大概有十几只天牛的幼虫,这样的发生量完全可以把一棵柳树咬死。所以园林上对这些昆虫还是要进行一些控制,如果不控制的话,园林植物都会被它们毁灭掉。
这些天牛的幼虫是在树干内部取食,用常规的杀虫剂很难杀死它们,所以我们就想办法,用它的天敌来治它。
这个是在野外专门寄生天牛幼虫的一种昆虫,叫肿腿蜂。
我们在实验室里对它进行大量的生产扩繁,再放到行道树上,大家如果留意的话,可以在武汉市内的一些行道树如法国梧桐上可以看到一些黑色的小袋子,这两年换成了一种白色的一种卡片,里面有一个小管子,管子里面就是我们释放的肿腿蜂。
图中就是我们把肿腿蜂养出来,把它放在管子里面,挂在室外进行释放,释放以后,它就会寻找天牛幼虫进行寄生。
这图就是我们释放肿腿蜂以后,对树进行解剖。
我们发现天牛的幼虫被肿腿蜂寄生了,大家可以看到这个天牛幼虫身上有很多黑色的小点,就是被肿腿蜂的蛰刺麻醉后留下的伤口。
植物保护实验站
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分享结束后,群里互动也很精彩~
问:昆虫结茧后身体会融化重组,这是真实的吗?
答:昆虫的变态发育过程中,从幼虫到化蛹确实是有这样的过程,它蜕皮的同时身体内部的组织被蛋白分解酶分解掉,组织分解以后重新组合叫重生。昆虫的幼虫跟蛹的身体结构差别是很大的,所以要经历这样分解-重生的过程,这个是真实存在的。
问:螳螂捕食胡蜂时,不怕被胡蜂蛰吗?
答:螳螂是进化的超级捕猎者,它除了有武器以外,身体的外骨骼也是很好的盔甲保护,胡蜂的蜇刺一般不会伤害到它,主要是被螳螂抓住以后就没机会反抗了。
问:为什么蜂类会演化出如此多样化的寄生方式?蜂的寄生方式与社会化程度有相关性吗?或者说是不是寄生方式更先进的往往社会化程度低?
答:这个问题非常好。物种的分类其实也是朝着不同的方向进化的。蜜蜂访花吃蜜,胡蜂是捕食性的,它们都是向着社会性方式进化。胡蜂就是一种简单的社会性昆虫,蜜蜂是高度进化的一种社会性昆虫。
像寄生蜂类往往不会有社会性,因为社会性从进化的角度来讲其实也是一种成体照顾幼体的一种方式,在昆虫的研究当中,最初有社会化行为的是原始的蟑螂类,它们帮助照顾新产的卵,这就是一种很简单的社会性。
它是朝着两个不同的方向去进化的,一种是向成熟的社会型进化,另外一种没有进化成,而是产生了其他对它后代的保护措施,像体内寄生或筑巢寄生。
问:感觉蜂类堪比鸟中大杜鹃
答:对,鸟类中像杜鹃也是一种巢寄生方式,也是利用别的物种照顾后代,行为是比较类似的,这在生物界当中属于趋同进化。
互动结束后,董老师又进行了提纲挈领的总结:(如果有考试,这段话一定是考点~)
哪里有压迫哪里就有反抗,每一对吃与被吃的背后都有斗智斗勇的持久战,正是这些你来我往的过招又促进了相互双方各自的进步。
寄生这种形式对寄主来说,也是跟寄生物某种程度上的一种和平相处,只是对寄主的伤害程度有差别,如果伤害降到最低或者无害的话,那就成了共生或者协同进化了。
对寄主伤害太猛烈对寄生物也不是一件好事,寄主牺牲了寄生物也会灭亡;就像高感染率低致死率的病毒会逐渐替代高致死率的病毒,这也是一种自然选择吧。
分享结束后,有朋友求推荐昆虫方面的科普书籍。
这不,刚好董立坤老师出了两本书:《身边的昆虫》和《素眼观蝶》
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今日值班小编:寒塘
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