多次交配对雌性蛾类生殖适应性影响的Meta分析

多次交配是昆虫中一种重要的交配行为,许多学者对此开展了大量的研究以解释雌性昆虫多次交配行为的适应性意义。在鳞翅目蛾类昆虫中存在两种典型的交配策略(单配制和多配制),但这两类交配策略的雌蛾进行多次交配获得哪些利益和代价目前仍不清楚。本文采用Meta分析法对搜集到的24篇文献中来自8科25种蛾类进行分析,比较两种不同交配策略的雌蛾多次交配与其适应性参数之间的关系。结果表明,多次交配行为明显增加了雌蛾的产卵量和卵的孵化率,而导致寿命的下降。其中,多次交配导致多配制蛾类产卵量和卵的孵化率明显的增加,但寿命趋于延长却没有明显差异;而对单配制蛾类而言,多次交配对相应的适应性参数均没有明显的影响。     

蛾类雄虫交配史对雌虫生殖适合度的影响:Meta分析

本文利用Meta分析方法,从29篇实例研究性文献中对27种雌性蛾类的适合度参数(产卵量、孵化率和寿命)进行分析,以确定雄虫的交配史如何影响雌虫的生殖适合度以及这种影响是否受科属和交配策略的影响。结果表明:雄虫的交配史对自身的精包大小或精子数量以及雌虫的生殖适合度具有明显的负作用,且这种负作用明显受科属和交配策略的影响;在菜蛾科、草螟科、螟蛾科、潜蛾科和蓑蛾科中,与有交配经历的雄虫交配后,雌蛾产卵量明显下降,但在卷蛾科和夜蛾科中没有差异;在潜蛾科、蓑蛾科、卷蛾科和夜蛾科中,与有交配经历的雄虫交配后,雌蛾卵孵化率明显下降,但在菜蛾科、草螟科和螟蛾科中没有差异;草螟科和螟蛾科中的雌蛾寿命随雄蛾的交配史而缩短,而卷蛾科和夜蛾科的雌蛾寿命随配偶的交配史而明显增加;尽管雄蛾交配史对单配制和多配制雌蛾的产卵量和孵化率具有明显的负作用,但雄虫的交配史明显缩短了单配制雌蛾的寿命而延长了多配制雌蛾的寿命;因此我们认为,在蛾类昆虫中,雄虫的交配史是影响雌虫生殖适合度的关键因素之一。     

生态因素对蛾类昆虫交配与生殖的影响

对于两性生殖的昆虫而言,两性交配过程是产生后代及维持种群繁衍的必要环节。然而,昆虫的生殖行为经常受到一系列的内部生理因素和外部生态因素的影响,最终导致昆虫的生殖适合度产生差异。本文以蛾类昆虫为例,通过检索国内外文献,分析比较了气候因素(温度、湿度和光照)、生物因素(寄主植物、天敌和共生菌)和农事活动等生态因素对这类昆虫交配行为和生殖适合度的影响。结果表明,这些因子不但影响该类昆虫的交配行为(包括求偶与交配高峰、交配成功率、交配次数和交配持续时间等),还影响其生殖适合度(如产卵前期、产卵期、产卵量、孵化率和寿命等)。这些研究为深入开展蛾类昆虫的生殖行为生态学研究提供理论基础,同时为揭示蛾类昆虫的种群暴发机制以及该类害虫的科学防控提供线索。     

卷蛾科昆虫性信息素及其提取和分离

经过长期艰苦不懈地研究与实践,科学家们发现用卷蛾昆虫性信息素防治害虫是一个行之有效的途径。它具有高效、无毒、不伤害益虫和不污染环境等优点。因此对昆虫性信息素的研究成为科学家们研究的一个重点。１　卷蛾科昆虫的化学通讯与性信息素昆虫交配化学通讯的基本形式是由雌蛾释放一种特异性的性信息素,通过空间弥散,最后达到雄蛾栖息地,雄蛾受性信息素的刺激而产生一系列定向飞行和性行为,达到交配、繁衍后代的目的。鲁洛夫斯（Ｒｏｅｌｏｆｓ,１９７０）把雌蛾性信息素分为两类：一类称作“性信息素的主要活性成分”起刺激雄蛾作…     

二种食蚜瓢虫Cheilomenes sexmaculata和Coccinella transversalis的生殖行为

在实验室中对二种食蚜瓢虫,Cheilomenes sexmaculata(Cs)和Coccinella transversalis(Ct)的生殖行为进行了研究。观察发现Cs和Ct交配前期分别为5.00±0.50和11.70±0.43天,而产卵前期则分别是5.51±0.7和12.67±0.49天。两种雄蛾的求偶行为表现出五个阶段,即靠近、观察、检查、伪装及交配尝试。性不成熟的、近期交配过且正在产卵的两种雌蛾会拒绝雄蛾的进一步行为。化学的和视觉的行为似乎在配偶识别中扮演一个角色。Cs交配相对地平静,而Ct的腹部摇动和敲击是特征。与Ct交配时间(37.90±1.99分钟)相比,Cs相对地延长的交配期间(133.43±8.87分钟),可能与缺少腹部来回摇动和敲击这些活跃的过程有关。经历了一天的多次交配后,Ct的交配的活跃程序减少了。两种未交配过的瓢虫在交配过程中比使那些已交配过成虫显得精力更充沛。两种瓢虫的生殖表现在多次交配中得以改善。     

水稻二化螟的交配行为

在室内条件下,对水稻二化螟Chilo suppressalis的交配行为及能力进行了研究.结果表明：大多数二化螟雌蛾一生只交配一次,平均0.92次;而雄蛾具有多次交配能力,最多达4次,平均2.72次.二化螟雌蛾的日龄影响其交配率、交配起始时间和持续时间,随二化螟雌蛾日龄的增加,其交配率逐渐下降,交配起始时间逐渐提前,而交配持续时间逐渐上升.相反,二化螟雄蛾日龄对其交配率、交配起始时间和持续时间没有明显影响.交配日龄对二化螟雌蛾的生殖力也存在显著影响,随着二化螟雌蛾交配日龄的增加,雌蛾产卵量下降,卵孵化率降低,产卵期缩短,它们都与雌蛾交配日龄存在显著的负相关;而雌蛾产卵前期和雌蛾寿命随雌蛾交配日龄的增加而延长,与雌蛾交配日龄存在显著的正相关.但二化螟雄蛾交配日龄对雌蛾的生殖力没有明显影响,二化螟雄蛾一生都具有较强的交配繁殖能力.同时,不同交配史的雄蛾与雌蛾交配,对雌蛾的生殖力也没有显著影响.表明二化螟的交配活动是由雌蛾主导控制的.最后,对这些结果在二化螟性信息素防治中应用的可行性进行了探讨.在应用性信息素控制二化螟的实践中,可以在两方面取得实效,一是性信息素可以阻碍雌雄之间正常交配,降低交配率;二是可以推迟二化螟雌虫的交配,使其产卵量和卵孵化率降低.     

昆虫化学引誘剂

昆虫在生存斗争中所以能取得优势,主要是由于它的适应力强,高度特化的嗅觉即其中之一。许多昆虫能追随气味准确地寻觅所需的生存条件,如食物、配偶、或适宜的产卵地点。正因为昆虫的生存与嗅觉有这样密切的关系,所以常能利用特异化学物质来引诱它们投入捕虫器,探测它们的存在,或诱引它们来接触毒杀剂或不育剂以作防除。自然界中由昆虫所释放的极微量的性引诱剂,是目前所知的最强烈的生理活性物质之一。例如,由一只未交配的雌舞毒蛾所释放的性引诱剂,只需要一千万分之一微克即能吸引无数雄蛾远从四分之一哩以外     

草地贪夜蛾生殖行为及其昼夜节律研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是当前跨国迁飞性重大害虫,云南是其重要虫源地及其向内地迁移的重要通道。生殖行为是性选择和物种进化的重要基础,基于生殖行为的害虫监测和防治策略也有重要价值。本研究模拟自然条件下可能出现的择偶情况,采用永久配对和每日更换配偶两种处理,对草地贪夜蛾成虫一生(约10 d)的生殖行为和节律进行了连续观测。结果表明,该蛾在羽化当日(0日龄)即出现召唤和求偶行为但无交配发生,在1日龄开始出现交配行为并在2日龄开始产卵,从2日龄到6日龄期间一直保持了较高的生殖活动,之后开始下降。雄虫求偶与雌虫召唤在节律上有较高的同步性,交配高峰多出现在召唤和求偶高峰之后。每日更换配偶与永久配对相比,雌蛾表现出较高的求偶频率和持续时间,较高交配比率和频率。雌虫在遇到新配偶或与新配偶交配后,会延缓产卵或下调产卵速率。从性选择理论来看,这些行为策略将有助于雌虫获得物质或基因利益,值得进一步探究。交配次数、召唤时长与雌虫寿命之间相关性不显著,但前5 d产卵速率与雌虫寿命间存在显著负相关,即早期产卵量较高的雌虫寿命较短,符合早期繁殖-后期存活基因拮抗假说。     

二化螟雄蛾交配行为与精巢大小的关系

【目的】为了明确二化螟Chilo suppressalis雄蛾交配行为与精巢大小的关系,阐明信息素群集诱杀防治二化螟的有效性。【方法】本研究通过测定和比较不同日龄、交配状态以及性信息素诱捕的二化螟雄蛾精巢体积,建立精巢体积与雄蛾发育及交配状态的相关性。【结果】雄蛾日龄显著影响二化螟的交配,刚羽化(0日龄)雄蛾的交配率较低,1日龄雄蛾的交配率最高,之后随着日龄增加交配率逐渐降低。精巢体积与二化螟雄蛾日龄之间存在显著的负相关性。同一日龄交配的二化螟雄蛾的精巢体积显著大于未交配雄蛾;性诱捕器诱捕雄蛾的精巢体积显著大于未被性诱捕器诱捕雄蛾,与已交配雄蛾的精巢体积相似。交配之后,精巢的发育过程和未交配雄蛾相似。田间性信息素引诱二化螟雄蛾精巢体积小于0-1日龄未交配雄蛾,大于2-6日龄未交配雄蛾。【结论】本研究结果表明,二化螟雄蛾对雌蛾性信息素的反应与其精巢大小存在正相关性;性信息素引诱的二化螟雄蛾具有更强的性信息素反应能力,同时性信息素引诱的大部分雄蛾为未交配状态;交配过程并不影响二化螟雄蛾精巢体积,也不影响精巢发育。二化螟交配能力与精巢大小的关系在理论上解释了性信息素群集诱杀二化螟的防控有效性,并为其他蛾类昆虫的交配研究提供依据。     

性信息素对红铃虫雄蛾近距离性行为的抑制效应

鳞翅目昆虫雄蛾在交配之前的性行为可以分为远距离对雌蛾的定向和包括着陆、搜索、交配等直接导致雌、雄蛾交配成功的近距离行为。这两类不同的行为可由复合性信息素中的不同化学成分引起(Roelofs et al.,1977)或者由同种物质不同浓度所诱发,即雄蛾接受较低浓度刺激时出现远距离定向飞行;而高浓度诱发雄蛾近距离的交配性行为反应(Bartell et al.,1969)。从棉花红铃虫[Pectinophora gossypiella(Saund.)]雌蛾体内已经鉴定得到两种化学成份,顺-7,顺-11-十六碳二烯醇醋酸酯和顺-7,反-11-十六碳二烯醇醋酸酯。这两种成份的1:1混合物称为红铃虫性诱素(Gossyplure)(Hummel et al.,1973),它具有在田间引诱红铃虫雄蛾和诱发雄蛾近距离行为反应的作用。 在田间释放性信息化合物来扰乱雌、雄蛾之间的性信息联系,从而抑制其交配和繁殖是一种有希望的害虫防治方法。用红铃虫性诱素扰乱红铃虫交配的田间试验已取得一定成效(Gaston et al.,1977)。但是我们在田间试验中发现,性诱素抑制红铃虫雄蛾远距离定向后,田间还有相当比例的雌蛾发生了交配,这个现象表明,性诱素还未能完全抑制红铃虫雄蛾的近距离行为。为此我们进行了本项试验,用以阐明环境中红铃虫性诱素的存在对雄蛾近距离性行为的影响。     

亚洲玉米螟交配率和交配次数与其日龄、性比和精巢大小的关系

【目的】昆虫交配行为与其日龄和生殖系统发育密切相关。本研究旨在明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis交配行为与其日龄、性比和雄蛾精巢大小的关系,为性信息素群集诱杀和交配干扰防控亚洲玉米螟提供理论依据。【方法】通过室内交配实验测定了不同配对晚数、日龄、性比亚洲玉米螟的交配率和交配次数,通过雄蛾精巢解剖分析了交配次数与精巢体积的关系。【结果】亚洲玉米螟的交配率随配对晚数增加而增加,但第1-5晚的增加速度大于第6-7晚的;1-4日龄蛾的交配率随日龄增加而增加,5日龄蛾的交配率显著降低;1-3日龄蛾配对1晚的交配率与新羽化蛾配对2～4晚的均无显著差异。亚洲玉米螟可以交配1～3次,但是交配3次的比例极低。雌性数量从1增为2时,雄蛾的交配率显著增加;从2增为3时,雄蛾的交配率显著降低、死亡率显著增加,交配1次的雄蛾进行二次交配的比例也增加,并且雄蛾更愿意与处女雌蛾进行第2次交配;交配1次雄蛾的精巢体积总是显著大于同期未交配雄蛾的,交配1次稍降低了雄蛾精巢的衰退速度,交配2次则明显增加雄蛾精巢的衰退速度。【结论】本研究明确了亚洲玉米螟交配与日龄、性比和雄蛾精巢体积之间的关系,从理论上证实了性信息素群集诱杀技术和交配干扰技术防治亚洲玉米螟的有效性。     

蝇蛹金小蜂的交配行为及雄蜂交配次数对雌蜂繁殖的影响

多数昆虫能够进行多次交配,随寄生蜂雄蜂交配次数的增加,雄蜂体内精子减少,雌蜂获得的精子数量减少,产下更多的单倍体卵,发育为雄性后代;一些单寄生性的寄生蜂雌蜂一生仅能够交配1次。描述了蝇蛹金小蜂雌雄蜂的交配行为,探讨了雄蜂交配次数对雌蜂后代产量等的影响以及雌蜂的可交配次数。结果表明,交配过程包括求偶、交尾前期、交尾和交尾后期;雄蜂已交配的次数并不能够显著影响其配偶的寿命、产卵期和后代总数量,但显著影响到其配偶的雌、雄后代数量和性比。随雄蜂交配次数的增加,与之交配的雌蜂的后代雄性百分比显著增大,雌蜂在产卵期内更早地出现较多雄性后代,体内精子不足的现象更加明显。无论已交配的蝇蛹金小蜂雌蜂在产卵期中是否出现精子不足,均不能再次完成交配。     

昆虫在多次交配与精子竞争格局中的雌雄对策

绝大多数昆虫雌性一生中不但与不同雄性交配许多次,而且在其特殊器官中还可长期贮藏雄性精子,因此来自不同雄性的的精子在与雌性卵子受精时发生激烈的精子竞争。本文综述了昆虫在多次交配与精子竞争格局中的雌雄对策。雄性对策表现在对自身与配偶身体质量状况的正确评估、精子竞争风险预测、精子异型及延长交配时程和配后保护等,雌性对策则表现在对雄性质量状况的正确评估、对精液的主动操纵及精子偏向性等,从而很好地适因多次交配和精子竞争而带来的强烈自然选择和性选择压力。     

冬虫夏草寄主蒲氏钩蝠蛾雄成虫触角感受器的观察

蒲氏钩蝠蛾Thitarodes pui(Zhang et al.)是冬虫夏草寄主昆虫之一,其雄成虫触角感受器在求偶交配过程中起主要作用。本研究应用电子扫描显微镜对蒲氏钩蝠蛾雄成虫触角上的化学感受器进行观察。结果发现,雄成虫触角上有7种感受器,即毛形感受器、刺形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器、钟形感受器、Bhm氏鬃毛和鳞形感受器,其中以毛形感受器和鳞形感受器数目最多,腔锥感受器又分为长栓形和短栓形两种。综合本研究结果与已知蝠蛾的触角感受器,发现蝠蛾触角感受器在表面结构、感受器类型等方面与其它鳞翅目昆虫存在差异。     

二化螟的多次交配及其对雌蛾产卵量的影响

【目的】利用性诱防控和监测水稻二化螟Chilo suppressalis的有效性在田间已经得到认可。但雄蛾具有多次交配能力,致使性诱防治二化螟的应用策略一直存在争论。本研究的目的是探索二化螟雄蛾的多次交配及其对雌蛾繁殖力的影响,认识性诱防控害虫的机理。【方法】利用行为学方法调查了雌雄蛾以不同比例配对(1∶1, 4∶1和10∶10)时雄蛾的交配次数和交配持续时间,并结合解剖学方法,观察分析了二化螟雄蛾的交配次数对精巢、交配囊和精包大小以及雌蛾产卵量的影响。【结果】二化螟雌雄蛾按1∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为74.0%和36.0%,平均交配1.7次,首次交配主要发生在0-1日龄,绝大部分具有多次交配能力的雄蛾的首次交配发生在0-1日龄。雌雄蛾按4∶1配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为69.4%和51.3%,平均交配2.1次,显著高于按1∶1配对。雌雄蛾按10∶10配对时,交配雄蛾和多次交配雄蛾的比例分别为65.5%和37.8%,平均交配1.9次。雄蛾第3次交配的持续时间显著长于第1和2次交配,但是交配1-3次雄蛾的精巢体积无显著差异。与不同交配次数雄蛾进行交配的雌蛾交配囊和精包体积无显著差异,雌蛾产卵量也无显著差异。【结论】二化螟中仅有部分雄蛾能够多次交配,多次交配雄蛾的首次交配主要发生在0-1日龄,部分雄蛾一生都不会交配。研究结果为二化螟的性诱防治提供了理论依据。     

管氏肿腿蜂的交配行为

【目的】半社会性体外寄生蜂管氏肿腿蜂Sclerodermus guani Xiao et Wu喜寄生于一些隐匿独栖(树干或木材)的钻蛀性昆虫,雌、雄个体高效地搜索配偶及交配策略是其种群定殖和扩散的关键。本研究记录了管氏肿腿蜂成虫交配行为的过程,分析、总结了其交配行为的特点。【方法】联合使用体视解剖镜、摄像机和昆虫行为跟踪仪3种仪器,在室内环境条件下系统观察了管氏肿腿蜂(雌雄比为1∶1)的交配行为,对比分析雌雄蜂在整个交配过程中的行为表现、时间分配和速度变化等特点。【结果】管氏肿腿蜂的交配过程可分为交配前、交配中和交配后3个阶段,包括触角拍击、骑上雌蜂、游走、探测和交配一系列步骤。交配前,雄蜂在培养皿内快速游走,用触角接触和拍击雌蜂,用口器接触雌蜂;骑上雌蜂后,雄蜂在雌蜂体表游走,并仍以触角拍击和口器接触雌蜂,而雌蜂则头朝下保持静止状态;雌雄蜂交配前约历时653.617±54.160 s(平均值±SE)。交配中,雄蜂的生殖器与雌蜂结合进行交配,雄蜂前足基部呈45°搭在雌蜂腹部前端,中足和后足抱住雌蜂腹部末端,交配平均历时43.567±7.120 s。交配后,雄蜂离开示意交配结束,雌蜂仍保持静息状态(长达约172 s)。此外,雌雄蜂均行多次交配,且随交配次数增加,交配历时先增加后逐渐减少。雌、雄蜂交配行为表现为先减速后加速,在交配前、交配中和交配后雌、雄蜂行为活动的平均速度分别为3.111,0.595和1.016 cm/s及2.754,0.895和1.314 cm/s。【结论】管氏肿腿蜂雄蜂在交配过程中较活跃,暗示其在配偶搜索、识别和选择中处于主导地位。研究结果可为该蜂室内扩繁、野外释放及复壮等生物防治技术提供理论依据。     

粘虫(Leucania separata Walker)生殖的研究——Ⅰ. 成虫的一般特性

粘虫生殖腺在蛹期已经发育完成, 但雌蛾卵粒内卵黄尚未沉积, 需要取食糖类作为补充营养后, 才能发育成熟。羽化时雄蛾已具备成熟的精子。取食后能进行交配活动。 成虫寿命一般约15—20天, 羽化后即进行生殖活动。其中产卵期比较长。雌雄蛾均在夜间一定时间内进行飞翔、取食、交配、产卵等活动。在本试验中观察到粘虫一生最大产卵量接近2000粒, 孵化率超过90%以上。雌蛾经人为地与雌蛾完全隔离后, 能产下不受精卵, 产卵量稍低, 卵粒不孵化。 按照粘虫飞翔与生殖关系看来, 粘虫的飞翔活动在性成熟前表现异常激烈。粘虫的飞翔的特征是:(1)由于粘虫羽化后即进入性活动期, 雌蛾需要与雄蛾交配方能进行正常生殖活动, 雄蛾强烈地追逐雌蛾, 因而粘虫在性成熟时有剧烈的飞翔活动。(2)由于内在的生理周期节律的活动以及外激素或其他方法促使异性互相吸引, 所以雌雄蛾同时、同在一起飞翔, 在交配前或产卵前大规模飞翔。(3)由于粘虫各个虫期无滞育现象发生, 粘虫发育所要求温度变化幅度在5—35℃之间, 所以当粘虫在幼期遭受某些不利因子刺激后, 在成虫期往往引起特殊的反应, 促使成虫进行有利于生存的趋避活动, 发生迁飞现象, 以便达到粘虫为本身或后代选择适宜的生境区域。     

布氏田鼠的择偶行为

在实验室通过布氏田鼠对配偶与陌生异性鼠,已交配「刚刚和别的雌（雄）鼠进行交配」和未效配异性鼠,熟悉和陌生异性鼠三种情况下配偶选择的实验研究。结果表明;雌性布氏田鼠对与配偶的造反地要多于陌生雄鼠;虽然对陌生和熟悉雄鼠选择差异不显著,但对陌生鼠的选择强度要高于熟悉雄鼠;同时对已交配和未交配雄鼠的选择地显著差异。     

番茄潜叶蛾求偶与交配节律研究

明确昆虫求偶及交配等生殖行为的节律,对于性信息素引诱剂的研发与田间合理应用具有重要的指导意义。本研究对番茄潜叶蛾雌虫的求偶行为和雌雄成虫的交配行为节律进行了探究。结果表明,番茄潜叶蛾雌虫主要在亮期进行求偶,亮期开始前少数个体出现求偶现象,亮期开始求偶率迅速增加,在0.5 h内达到高峰期,高峰期平均求偶率达80%以上。不同日龄求偶率不同,2～3日龄为该虫求偶最活跃龄期。番茄潜叶蛾雌雄间交配主要发生在亮期,亮期0.5 h到达高峰期,交配率达90%,与雌虫求偶高峰期吻合。番茄潜叶蛾雌、雄虫一生均可进行多次交配,雌虫7 d内最高交配4次。相对于雌雄比1∶1,雌雄比1∶2的交配率有所降低,而雌雄比2∶1的交配率和平均交配时长均有所上升。本研究证实了番茄潜叶蛾主要在亮期进行求偶和交配,且求偶和交配行为存在明显的节律性,雌、雄蛾一生均可进行多次交配。     

几种雄蛾触角的扫描电镜观察

<正> 昆虫的嗅觉器宫,主要是头部的触角和下唇须,它能够觉察和辨别生活环境中的配偶或其他生物体释放的化学物质。 我们在研究尺蛾科银花尺蠖和枣尺蠖、夜蛾科棉小造桥虫性外激素分泌腺的同时,对雄蛾触角表面结构进行了扫描电镜观察,现将鞭节表面观察到的几种感受器加以描述。