六种疾灶螽属昆虫口器感器比较形态学研究

作     者：尹克松 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗昌庆

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：疾灶螽属 口器 感器 洞穴生境 超微形态 

摘      要：洞穴是一种相对封闭的自然环境,其内部具有黑暗无光、温度相对恒定、相对湿度较高、营养物质匮乏等特点。洞穴内的独特环境使洞穴动物不仅在生理和行为上发生了改变,其形态也产生了明显的适应性变化。根据对洞穴环境的适应程度,洞穴动物分为真洞穴动物、喜洞穴动物和偶洞穴动物三类。其中,真洞穴动物具有适应洞穴生活的典型特征,对洞穴环境的适应程度比喜洞穴动物更高,偶洞穴动物仅将洞穴作为暂时的栖息场所。疾灶螽属Tachycines昆虫的栖境复杂多样,在洞穴、地表的石缝和灌木丛等环境中均有分布。本研究以疾灶螽属昆虫中的3个洞穴种(分布于洞穴黑暗带的真洞穴动物双岔裸灶螽Tachycines shuangcha,分布于洞穴洞口带至弱光带的喜洞穴动物铜仁裸灶螽Tachycines tongrenus和羽足裸灶螽Tachycines plumiopedella)和3个地表种(花溪疾灶螽***、疾灶螽属待定种1 Tachycines sp.1和疾灶螽属待定种2 Tachycines sp.2)为研究材料,对这六种疾灶螽属昆虫口器的整体形态及感器进行比较形态学研究。利用扫描电镜明晰六种疾灶螽属昆虫口器的感器类型和感器分布规律。在此基础上,探寻疾灶螽属昆虫口器在洞穴生境中的演化特点以及适应性变化。主要研究结果如下:一、体长及口器外部形态本研究测量了六种疾灶螽属昆虫的体长以及口器各个结构的长度与宽度,并进行了比较分析。结果表明,3个洞穴种口器的大部分结构(上颚、下颚、下唇和下唇须)相对于体长的比例显著大于3个地表种,即洞穴种的口器相较于地表种更加修长。此外,真洞穴动物双岔裸灶螽的体长和口器长度显著小于其它种,这可能是双岔裸灶螽因洞穴黑暗带内食物匮乏而在形态方面衍生出的适应性变化。二、口器感器类型与分布六种疾灶螽属昆虫的口器共观察到27种感器,分别为:刺形感器1～4型(Sc.1～4)、毛形感器1～6型(St.1～6)、锥形感器1～10型(Sb.1～10)、腔锥形感器1～4型(Sco.1～4)、爪形感器(Sp)、钟形感器(Sca)和B?hm氏鬃毛(Bb)。27种感器中,St.5属于味觉感器,Sb.9和Sb.10属于嗅觉感器,Sco.1～4属于温湿度感器,其它感器均为机械感器。六种疾灶螽属昆虫的口器感器具有相似的分布规律。Sc.1、Sb.5和Sca在上唇、上颚、下颚、下唇和舌上均有分布。St.2、Sco.1、Sco.2和Sb.2分布于内唇中央区域。St.5、St.6、Sco.3、Sb.8、Sb.9和Sp分布于下颚须第5节和下唇须第3节。Sco.4和Sb.10分布于下唇须第3节。St.1分布于上唇、上颚、下颚和下唇,St.3分布于上唇、下颚和下唇,St.4分布于上颚。Sc.2分布于内唇和上颚,Sc.3分布于下颚须第3～5节和下唇须第3节,Sc.4分布于内颚叶。Sb.1分布于上唇、外颚叶和侧唇舌的端部,Sb.3分布于内唇、舌和外颚叶,Sb.4分布于内唇边缘,Sb.6分布于外颚叶和侧唇舌的背面,Sb.7主要分布于下颚和下唇。Bb分布于下颚须第3～5节和下唇须第2～3节。在口器的各个结构中,下颚须、下唇须和内唇上着生的感器类型最多。三、六种疾灶螽属昆虫口器感器的种间差异基于口器上感器的类型、长度、基部直径和数量,对六种疾灶螽属昆虫的口器感器进行了种间差异分析。在感器类型上,25种感器为六种疾灶螽属昆虫共有,Sco.4和Sb.10为喜洞穴动物铜仁裸灶螽或羽足裸灶螽特有。其中,温湿度感器Sco.4为铜仁裸灶螽和羽足裸灶螽的独有感器,嗅觉感器Sb.10是铜仁裸灶螽的特有感器。羽足裸灶螽和铜仁裸灶螽在洞穴内的分布区域距洞口较近,这两个洞穴种独有的Sco.4可能有助于其更好的感知洞口区域的温湿度变化以及应对自身较高的失水率。Sb.10的存在表明铜仁裸灶螽可能具有比其它种更强的化学感知范围。在感器的长度、基部直径和数量上,真洞穴动物双岔裸灶螽下颚须上味觉感器St.5的数量显著多于其它种,表明分布于洞穴黑暗带的双岔裸灶螽具有比其它种更强的味觉感知能力。此外,相比于其它种,双岔裸灶螽口器的大部分机械感器在数量或大小上有所减少或缩小。味觉感器的增多和机械感器的退化可能是双岔裸灶螽为了适应洞穴黑暗带的寡营养环境而衍生的特征。