蝗虫触角感受器及其生态学意义

蝗虫触角感受器及其生态学意义陈湖海康乐（中国科学院动物研究所北京１０００８０）关键词蝗虫触角感受器形态分布生态学触角是昆虫感觉系统的重要组成部分,行使着嗅觉、触觉、味觉及感受气流、ＣＯ２、湿度和温度等功能,左右着其选择食物、取食、躲避危险、寻觅配偶及...     

音频刺激与光耦合激发蝗虫趋光响应的效应

目的：研究光声耦合和对照光激发蝗虫趋光响应试验,为蝗虫的光电诱导捕集治理及趋光增益调控激发技术提供理论基础。方法：依据蝗虫趋光机理和声频刺激激发蝗虫的响应特性,利用LED光源、声频播放设备和蝗虫行为试验装置,进行了蝗虫对光声耦合和光谱光照趋光响应的对比测定,并探讨了光声耦合对蝗虫趋光效果影响的机理。结果：（1）蝗虫光声感受器对光能和声能接受和神经处理方式的不同,光谱光照和声频耦合刺激激发蝗虫生物活性和趋光v向应的双重叠加效应,增强了蝗虫的趋光活性,强化了蝗虫的趋光行为,提高了蝗虫的趋光响应,达到了推拉驱动蝗虫趋光响应的效应;（2）在光声耦合激发蝗虫趋光响应峰值上,蝗虫对不同声刺激的敏感性参数不同;（3）蝗虫对声刺激敏感参数接受的容限性,导致光谱光照在蝗虫诱导响应行为中起主导作用,而声刺激则起驱动激发蝗虫趋光响应的增益效应。结论：光谱光照和声刺激的合理布置和组合,能够有效提高蝗虫的趋光诱导响应效果。     

蝗虫(直翅目:蝗总科)口器感受器的扫描电镜观察

对蝗总科8种蝗虫的口器感受器的超微结构、类型和分布进行了观察分析,共观察到6种蝗虫口器感受器:毛形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器、B(o)hm氏鬃毛、刺形感受器I和刺形感受器Ⅱ,其中B(o)hm氏鬃毛是首次报道.同时对观察到的3种角质齿进行了描述.     

黑河上游蝗虫与植被关系的CCA分析

蝗虫与植物间存在复杂的耦合关系,能够反映蝗虫对生境的选择和适应能力以及种群内部的协同关系。2009年6-8月在野外实地采样的基础上,采用DCA除趋势对应分析（Detrended correspondence analysis）和CCA典范对应分析（Canonical correspondence analysis）方法,研究了草地蝗虫种类组成、蝗虫群落分类、优势植物与蝗虫的对应关系。结果表明：研究区的13种蝗虫分为6个类群,不同群组间蝗虫的种类数、食性和栖境选择存在较大差异,同组内的蝗虫在发生时间、生活型和营养生态位上不重叠;蝗虫的多度与优势植物盖度之间表现出极显著相关、显著相关和不相关的复杂关系,植物对蝗虫的影响更多的表现在为蝗虫提供适宜的栖息地而不完全是食物资源,禾本科和菊科植物对蝗虫空间分布的影响最大。蝗虫分布格局受自身的生物学特性和植物群落组成差异的影响,蝗虫与植物群落和优势植物之间的关系,能够为蝗虫灾害发生与防治提供可借鉴依据。     

马尾松毛虫雄蛾触角毛状感受器的细微结构

马尾松毛虫Ｄｅｎｄｒｏｌｉｍｕｓｐｕｎｃｔａｔｕｓ（Ｗａｌｋｅｒ）雄蛾有一对羽毛状触角。在触角鞭节的每对侧枝的内侧（迎风面）着生许多毛状感受器。每个毛状感受器由几丁质表皮毛及位于其下的三个感觉神经原和三个呈同心排列的辅助细胞──鞘原细胞、毛原细胞和膜原细胞构成。几丁质表皮毛上有许多孔。毛腔内充满感受器淋巴液。感觉神经原发出的树状突伸入毛腔,浸浴于感受器淋巴液内。这些结构特征表明它是一种司嗅觉的化学感受器。雄蛾终生不取食,推断它的嗅觉感受器主要用以感受雌蛾释放的性外激素,帮助寻找配偶     

子囊菌交配型基因MAT1-1的系统发育

子囊菌具有无性态与有性态的复杂性,以及人们对其系统发育和亲缘关系了解的局限性,进而导致菌物学家对子囊菌分类尚持不同意见。子囊菌的交配型基因（MAT）进化保守,且编码的蛋白质调控子囊菌的有性生殖过程。核盘菌Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary隶属于子囊菌门Ascomycota、盘菌纲Discomycete,是一种典型丝状同宗配合真菌,控制该菌有性生殖的交配型基因MAT1-1和MAT1-2紧密连锁,且该菌并无有性态与无性态的复杂性。故此,本文根据所克隆的核盘菌交配型基因MAT1-1,利用PAUP*软件将82种含有Alpha-box交配型基因的子囊菌进行了系统进化分析,通过核苷酸及氨基酸水平的系统发育分析,并结合Ainsworth（1973）分类系统及最新的Deep Hyphae（2006）分类系统的对比研究,发现所构建的系统进化树与传统分类所表现的进化关系基本一致,且核盘菌交配型基因MAT1-1在进化过程中功能相对保守,该分析结果有助于对其他子囊菌交配型基因的克隆、系统分类与进化研究,同时对核盘菌的亲缘关系、病害预测及防治等具有重要意义。     

昆虫弦音器及其声音感受分子机制

弦音器是昆虫类特有的一种机械感受器,亦称弦音感受器或剑梢感受器。它主要具有感知外界声压和体内肌肉运动的听觉功能,研究弦音器的机能结构对揭秘昆虫听觉的神经机制有重要的科学意义。本文从弦音器多样性和进化入手,重点综述了弦音器的微细结构、基因功能定位、声音感受分子机制及其声压增幅分子生物物理学原理,为昆虫听觉仿生学的研究提供了理论依据。     

昆虫弦音器及其声音感受分子机制

弦音器是昆虫类特有的一种机械感受器,亦称弦音感受器或剑梢感受器。它主要具有感知外界声压和体内肌肉运动的听觉功能,研究弦音器的机能结构对揭秘昆虫听觉的神经机制有重要的科学意义。本文从弦音器多样性和进化入手,重点综述了弦音器的微细结构、基因功能定位、声音感受分子机制及其声压增幅分子生物物理学原理,为昆虫听觉仿生学的研究提供了理论依据。     

山西省8种蝗虫8个种群的遗传学研究

采用水平淀粉凝胶电泳技术,对采自山西省蝗虫区系的优势种类;斑腿蝗科（Catantopidae）,斑翅蝗科（Oe-dipodidae）和网翅蝗科（Arcypteridae）3科7属8种蝗虫的11种酶进行了检测,共辨析出17个酶基因座位,并计算出等位基因频率和遗传距离,等位基因频率分析表明：Ao-I、Est-3,G3pd-1、Idh-2和Mdh-2基因座位的等位基因少,等位基因数目在种间变化较小,故推断其进化速率较慢,利用这些基因座位的保守特征,可作为分子标记研究较高级阶元的系统发育关系,而Gpi-1,Ldh-1和Me-1基因座位的等位基因多,等位基因数目在种内和种间差异较大,可以用作种,属间及种群间遗传结构的比较研究。对每个基因座位的各基因型进行χ^2检验,除Acp-1,Adk-1,Ao-1和Ao-2在部分蝗虫中符合Hardy-Weinberg平衡外,其余绝大多数基因座位的基因型频率显著偏离H-W平衡。在所研究的8种蝗虫中,多态位点百分率普遍较高（P=64.7%～94.1%）,但由于杂合子数目较少而使每个基因座位的平均杂合度降低（Ho=0.024～0.087）,对多态位点百分率分析发现：迁飞能力是影响蝗虫种间遗传变异的因素之一,具有迁飞能力的蝗虫（P=88.2%～94.1%）较非迁飞性蝗虫（P=64.7%～94.1%）表现出较高的遗传多态性,但也有例外,如中华稻蝗（Oxya chinensis）的P值高达94.1%,上述结果表明：由于迁飞行为可使个体暴露于各种不同环境,故而种群保持较高的遗传多态性能增强该物种在不同栖息地的生存和繁殖能力,因此,迁飞有利于维持迁飞性蝗虫遗传多态性的动态平衡。根据Nei的遗传一致度（I）和Roger的遗传距离（D）进行分析,结果与基于形态特征确定的分类阶元系统关系基本相符;即同属的小翅雏蝗（Chorthippus fallax）和白纹雏蝗（Chorthippus albonemus）具有最高的遗传一致度（I=0.813）和最小的遗传距离（D=0.336）,同位不同属间遗传一致度（I=0.798～0.559）和遗传距离（D=0.398～0.474）居中,科之间I值最小（I=0.523～0.479）,D值最大（D=0.505～0.523）,利用UPGMA对I值和D值进行聚类,所得两种聚类图在同属种间和同科属间的关系一致,但在科间关系有所差别,Roger的遗传距离（D）聚类树图表明：斑腿蝗科物种和斑翅蝗科物种间表现出较小的遗传距离（D=0.505）,而网翅蝗科与以上两科的遗传距离也极为接近（D=0.523）,综上所述,等位酶分析能较好地反映蝗虫同属种间和同科属间的亲缘关系,若能断更高阶元的系统发生,则需结合其他性状进行综合分析。     

孟氏隐唇瓢虫的触角感受器

本文使用场发射扫描电子显微镜对孟氏隐唇瓢虫Cryptolaemus montrouzieri Mulsant雌雄成虫的触角和触角感受器进行了观察和研究，并对触角形态，感受器形态、类型、数量及分布进行了统计和分析。孟氏隐唇瓢虫雌雄成虫触角均由柄节，梗节及8个鞭小节组成。观察到7种触角感受器：四种锥形感受器（sba），四种刺形感受器（sch），四种毛形感受器（str），一种腔锥形感受器（sco），一种耳形感受器（sau），一种腔形感受器（scl），一种Bhm氏鬃毛（sbm）。毛形感受器和刺形感受器数量最多，其他类型感受器数量都较少。Bhm氏鬃毛只存在于柄节和梗节。第八鞭小节的顶端感受器种类最丰富，被六种感受器稠密覆盖。雌雄触角大小、感受器类型都没有明显差异。根据感受器的分布和以前的相关报道，推测孟氏隐唇瓢虫的毛形感受器可能是信息素接收者，刺形感受器可能是机械性刺激感受器和化学感受器，锥形感受器和腔锥形感受器可能都是植物挥发物接受者，化学和温湿度感受器，耳形感受器或许承担物理或者嗅觉器官的功能，而Bhm氏鬃毛或许能感知触角的位置和活动。     

中国蝗总科(Acridoidea)昆虫分类研究综述

我国蝗总科昆虫分类研究取得很大成绩,就其进展情况可分以下三个阶段。11949年以前的起步阶段30年代以前B．－Bienko（1929）等人曾作过零星的报道。1929年蔡邦华“中国蝗虫名录及新种”一文的发表,标志着中国人对本国煌总科昆虫分类研究的开始,该文记载当时已知蝗虫52属112种,其中3新种。其后,Uvarov（1931,1932,1935）、Wilemse（1932,1933）、张光朔（1934一1940）、Tinkham（1936,1940）、古川晴男（1939）等做了一些Xi作。1935年胡经甫《中国昆虫名录》记载了当时已知蝗虫74属4亚属197种和亚种。21949一1965年的发展阶段19…     

中国榕小蜂触角感受器形态特征及进化适应性分析

【目的】榕树与传粉榕小蜂体系是协同进化、专性传粉的经典系统,每种榕树上一般还生活有种类丰富、数目众多的非传粉榕小蜂。在选择压力下,榕小蜂为在榕果内生存产生了明显的适应性形态。触角感受器是昆虫通讯系统的单元,其形态是反映生态和进化适应性的最佳特征之一。本文旨在对中国部分传粉和非传粉榕小蜂的触角感受器的形态多样性和进化适应性进行系统研究。【方法】对来源于海南和云南15种榕树上24种榕小蜂54个型的触角感受器形态进行了扫描电镜观察,基于现有的分子系统发育树,对传粉榕小蜂触角感受器的形态特征进行了性状演化分析,并对榕小蜂的形态特征进行了进化适应性分析。【结果】榕小蜂触角感受器普遍存在雌雄二型现象。雌蜂触角感受器种类有毛状、锥状、板状、刺状、钟形、腔锥状和栓锥状等,数目丰富,并且进果产卵的传粉雌蜂和果外产卵的非传粉雌蜂之间、进果产卵的传粉雌蜂和进果产卵的非传粉雌蜂之间在形态上存在差异。传粉雄蜂和不具有雄性多型现象的非传粉雄蜂触角感受器极为退化,具有雄性多型的非传粉雄蜂触角感受器形态在种内不具有显著差异。性状演化分析表明进化路径相当复杂,可能存在多次独立进化过程。触角感受器的形态类型与其进化适应性相关。【结论】榕小蜂触角感受器类型多样,形态变化丰富,并为适应榕果内的生存而产生了进化适应性特点。雌蜂和雄蜂在榕果内受到了完全不同的选择压力,行使不同的生态功能,从而产生了不同的适应性形态。不同的适应性形态可能与雌蜂不同的产卵行为、雄蜂不同的交配策略具有一定联系。该文是首次对中国榕小蜂触角感受器形态进行系统研究的报道,有助于更好地理解榕小蜂的形态特征、进化路线、行为策略和生态关系。     

小麦染色体组的起源与进化

小麦是世界上最重要也是最古老的作物之一,同时它还是典型的多倍体植物,关于它的起源与进化至今还是１个未彻底揭开的谜。长期以来各国学者在这方面进行了大量研究。１小麦属的分类小麦属禾本科（Ｃｒａｍｉｎｅａｅ）、小麦族（Ｔｒｉｔ－ｉｃｅａｅ）、小麦亚族（Ｔｒ...     

土壤种子库的分类系统和种子在土壤中的持久性

对国际上已经发表的10个土壤种子库分类系统的内容进行了总结和阐述,并对土壤种子库分类系统进行了评述,其中Thompson ＆ Grime在1979年提出的把土壤种子库分为短暂土壤种子库（Transient soil seed bank）和持久土壤种子库（Persistent seed bank）的二元分类系统以及Thompson等人提出的把土壤种子库分为（1）短暂土壤种子库,（2）短期持久土壤种子库（Short term persistent seed bank）,（3）长期土壤种子库（Long termp ersistent seed bank）的三元分类系统在生态学文献中已被广泛采用。在此分类的基础上产生了植物种子在土壤中的持久性（Persistence）概念,持久性是指植物的一种特性,是指植物的种子在土壤中能够存活超过1a的特性;植物种子的持久性被认为是一种对环境的进化适应,它可以在多个生长季节萌发从而分担环境震荡的风险,持久土壤种子库不仅在不稳定的环境里占有优势;即使在稳定的环境里,也被认为能够减少种内和种间的竞争;造成持久性的原因可分为环境因子和种子本身的特性比如休眠等两个方面,持久土壤种子库的出现使得土壤种子库的研究与进化生物学结合起来,使得土壤种子库的研究进入一个新的领域,更易激发人们的兴趣。关于种子的大小、形状及持久性的关系问题已经引起了相当的争论,基本上有4种格局：一是种子大小和形状与种子在土壤中的持久性有关,小而圆或扁的种子在土壤易存活持久;二是种子大小与种子在土壤中的持久性有关,小种子在土壤中易存活持久,但种子形状与持久性无关;三是种子大小、形状与种子在土壤中的持久性无关;四为较大的种子在土壤易存活持久,而种子形状与种子在土壤中的持久性无关。影响种子在土壤中的持久性因子比较复杂,总结过去的文献发现主要有以下几个因子：①种子的散布方式,②捕食,③植被的物种组成,④风,⑤土壤基质,⑥火,⑦干扰等。通过比较分析和研究,提出影响种子大小和在土壤中的持久性关系格局的关键因子是气候,特别是生态系统所在地的雨量;湿润气候下容易产生前两种格局,而干旱环境下的生境容易产生后两种格局。     

进化生态学一生态与进化的交叉整合

进化生态学是生态学的一个分支,主要关注的是生物如何进化而适应于它们所处的环境：这里,环境一词即包括光照、水分、温度和养分等物理环境也包括与同种和其他种的相互作用（生物环境）。进化生态学不仅研究环境施加的选择压力,而且还要探讨生物对这些选择压力的进化响应。     

晴蜓触角感受器的扫描电镜观察

作者曾报道过13种蜻蜓触角上的感受器（韩凤英，1993，1994）。这些感受器类型不一，数量及分布形式也不相同。进一步研究蜻蜒触角上的感受器，可为蜻蜓的分类提供又一方面的参考资料。为此作者继续用扫描电镜研究了8种蜻蜓的触角。     

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂Megastigmus sabinae Xu et He是危害祁连圆柏球果种仁的寡食性害虫,其幼虫在球果内蛀食胚乳,并随球果同步发育,致使种子成熟后有果无仁,严重影响祁连圆柏种子生产。观察和分析圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感受器形态特征,旨在为圆柏大痣小蜂进化和行为策略研究提供基础。运用扫描电镜技术对圆柏大痣小蜂雌成虫的触角、下颚须及产卵器上的感受器进行观察,并对各感受器的形态特征进行分析。圆柏大痣小蜂触角为膝状,由支角突、柄节、梗节、环节、索节(7节)和棒节(3节)共14亚节组成,触角总长1 797.56±24.29μm,表面有B?hm氏鬃毛、板形感受器、毛形感受器、刺形感受器、锥形乳头状感器5种感器;下颚须由5节组成,第1节粗长,其余4节较细,表面有毛形感受器、刺形感受器、锥形感受器和栓锥形感受器4种感器;外产卵器由产卵鞘和产卵针组成,有毛形感受器、栓锥形感受器、半球形感受器和腔锥形感受器,产卵鞘长3.17±0.22 mm,表面具2类毛形感器,产卵针长5.01±0.41 mm,产卵针从基部开始,分为3个产卵瓣,外侧端部具"八"字形缺刻及2个腔锥形感器。圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须、产卵器上的感受器类型多样,形态变化丰富。不同感受器类型间存在一定差异,是圆柏大痣小蜂为适应生存而进化产生的适应性形态,不同感器形态与圆柏大痣小蜂寄主选择、产卵及交配策略具有一定的内在联系。本文首次对圆柏大痣小蜂的触角、下颚须、产卵器的感受器形态进行研究报道,为理解圆柏大痣小蜂的形态特征、进化和行为策略研究提供理了理论依据。     

温度感受器和触觉感受器的发现

2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生理学家戴维?朱利叶斯（David Julius）和分子生物学家阿德姆?帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian），以表彰他们在发现温度感受器和触觉感受器中所做出的突出贡献. 机体对热、冷和机械压力等外界刺激的感知能力对于人们适应不断变化的环境至关重要，可以避免其遭受伤害. 在David Julius和Ardem Patapoutian的发现之前，神经系统如何感知热、冷和机械压力并如何将这些刺激转化为神经冲动尚不清楚. 温度感受器TRPV1和触觉感受器PIEZOs的发现则揭开了这些感受器神秘的面纱，促进更多的TRP受体家族以及PIEZO受体家族成员的发现及其功能的相关研究，并从一个全新的角度为多种疼痛相关疾病的治疗提供新靶点. 本文总结了这两类感受器的发现过程、结构和作用机制，并介绍了温度与触觉感受器异常所导致的疾病以及它们作为药物研发靶点的最新进展.     

新疆典型蝗虫适生区分布预测

新疆草原面积广阔,农牧业地位突出,蝗灾对当地经济、生态威胁很大,近年新疆极端天气日渐频发,蝗灾监测与防治任务艰巨。以意大利蝗、西伯利亚蝗和亚洲飞蝗为代表的蝗虫数据为基础,综合考虑对蝗虫各生命周期有重要影响的环境因素,运用BIOCLIM模型、领域模型（DOMAIN）、马氏距离模型（MAHAL）、广义线性模型（GLM）、随机森林模型（RF）、提升回归树模型（BRT）、支持向量机模型（SVM）、最大熵模型（MaxEnt）等八种经典物种分布模型及集成模型对新疆典型蝗虫适生区展开了预测。结果表明：（1）不同模型对新疆典型蝗虫适生区预测存在差异,其中DOMAIN最差（曲线下面积（AUC）=0.688,真实技巧统计（TSS）=0.301）,而提升回归树（BRT）最佳（AUC=0.920,TSS=0.910）,基于BRT、SVM和MaxEnt 3个集成模型预测的新疆蝗虫适生区可靠性更高;（2）新疆典型蝗虫不同等级适生区面积约56.844万km²,占新疆总面积的36%,其中高适生区面积16.568万km²;（3）新疆典型蝗虫适生区主要集中于北疆阿勒泰、塔城地区,此外东部哈密地区及南疆绿洲边缘地带亦有分布。研究可为新疆草原工作部门推进蝗虫监测防治工作提供支持。     

秦岭太白山北坡蝗虫的群落结构

在秦岭太白山北坡23个样地内采集到蝗虫2总科7科25属34种。应用数量分类、多样性指数及相似性分析方法对太白山北坡蝗虫群落垂直分布样方资料进行了分析。应用数量分类法可将蝗虫群落按植被类型分为8种,即农耕带、栓皮栎林带、锐齿栎林带、辽东栎林带、桦木林带、冷杉林带、落叶松林带、高山草饲带。太白山蝗虫群落垂直分布规律明显。其中高海拔（如高山草甸带）的蝗虫种类数和多样性明显低于中低海拔,中低海拔（锐齿栎林带）蝗虫种类和多样性指数最大。但低海拔的农耕带人为干扰大,植被较单一,蝗虫优势种的优势度大,蝗虫密度大,而种类数较少。