始红蝽呼吸代谢的季节变化及对温度的适应性

为阐明始红蝽呼吸代谢的季节变化规律,探讨其对温度适应的呼吸代谢策略,运用多通道昆虫呼吸仪逐月测定始红蝽自然种群的O_2吸收率、CO_2释放率、代谢率和呼吸商。基于预实验获得始红蝽完成一次完整的呼吸代谢活动的时间为90 s,故每90 s记录1次数据。结果表明,始红蝽的呼吸代谢存在明显的季节变化。冬季种群(12—2月)呼吸代谢水平最弱,O_2吸收率、CO_2释放率和代谢率的平均值依次为(3.16±1.02)×10~(-5)mL/min、(2.09±0.78)×10~(-5)m L/min、(0.11±0.08)×10-3mLg~(-1)min~(-1);春季种群(3—5月)呼吸代谢水平迅速增加,夏季种群(6—8月)呼吸代谢水平最高,O_2吸收率、CO_2释放率和代谢率的平均值分别为(33.68±2.68)×10~(-5)mL/min、(36.00±3.07)×10~(-5)m L/min、(18.16±0.83)×10-3m Lg~(-1)min~(-1);秋季种群的呼吸代谢水平开始减弱并持续到冬季。始红蝽O_2吸收率、CO_2释放率和代谢率的值与栖息地的地表温度成正相关(r_1=0.914,r_2=0.909,r_3=0.836);春、夏、秋3个季节始红蝽以糖类物质作为呼吸代谢消耗的底物,冬季则消耗脂类物质。研究得出,随季节温度变化,始红蝽不仅能够调节呼吸代谢水平的强弱以提高自身对温度的适应能力,还可通过调整呼吸代谢消耗的底物类型以最大程度降低消耗,这对维持始红蝽种群数量和扩大其地理分布具有重要的生态学意义。     

西伯利亚蝗气门结构及呼吸代谢对高温胁迫的响应

【目的】掌握西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus的气门结构和呼吸代谢应对高温胁迫的响应策略。【方法】运用扫描电镜观察西伯利亚蝗气门超显微结构,多通道昆虫呼吸仪测定18~42℃处理下西伯利亚蝗的O_2吸收率、CO_2释放率、代谢率和呼吸商。【结果】西伯利亚蝗共有10对气门,胸部2对,腹部8对,呈圆形或椭圆形,内侧着生有筛板,呈刺凸状,分布密集。18~42℃范围内,随温度升高,西伯利亚蝗呼吸代谢呈先上升后下降的趋势。18℃时西伯利亚蝗雌雄成虫的O_2吸收率、CO_2释放率和代谢率值显著小于其他温度下的相应值(P<0.05),雌虫分别为0.0022 m L/min、0.0019 m L/min和0.0210 m L/(g·min),雄虫分别为0.0016 m L/min、0.0016 m L/min和0.0236 m L/(g·min);21~27℃范围内,西伯利亚蝗雌雄成虫的呼吸代谢变化平稳,超过30℃呼吸代谢各指标值迅速上升,至36℃时雌雄成虫的O_2吸收率和代谢率值均显著大于其他温度下的相应值(P<0.05);雌虫分别为0.0071 m L/min和0.0592 m L/(g·min),雄虫分别为0.0089 m L/min和0.1108 m L/(g·min),39℃时CO_2释放率显著大于其他温度下的相应值(P<0.05),雌雄成虫分别为0.0074 m L/min和0.0067 m L/min。【结论】依据西伯利亚蝗呼吸代谢随温度变化特征可以判断,随气候持续变暖,西伯利亚蝗仍将是新疆高山、亚高山草原的重要致灾类群。