黑绒鳃金龟成虫复眼显微结构及其趋光、趋色行为学研究

摘要

本文采用组织解剖学及行为学方法研究了位于河北太行山区苹果幼树上重要的食叶害虫——黑绒鳃金龟Maladera orientalis Motsch成虫复眼外部形态、内部显微结构及趋光、趋色行为,研究结果如下:
　　 1、黑绒鳃金龟成虫复眼呈心形,位于头部两侧。复眼腹部下方内侧有一三角锥形的特殊结构与头壳相连,此结构表面着生一定数量的小短毛。单个复眼约由3800个小眼组成。复眼的小眼呈不规则的六边形,中心向下凹陷,各个区域小眼形状无明显差异。
　　 2、其复眼为透明带明显的重叠象眼,各小眼由外到内主要由角膜、晶锥、4-6个小网膜细胞、视杆和基膜组成。屈光器是由一个外缘扁平中心凸出的角膜和一个可以分裂的漏斗形晶锥组成,角膜厚度约37μm,晶锥最宽处直径约为11.29μm。晶锥下方是由4-6个小网膜细胞呈花瓣状排列聚集成小网膜细胞柱,小网膜细胞柱周围有大量的透明区域;7个相邻的小网膜细胞柱以其中一个为中心呈六边形排列。视杆是由近端小网膜细胞特化形成的微软毛组合成的融合视杆束,视杆中段横切面积最大,视杆近端有大量的基膜色素分布。在不同的明、暗适应条件下复眼显微结构具有很大差异,通过晶锥开闭或微开裂、近端小网膜细胞移动导致透明区域的变化、基膜色素颗粒的移动来调节复眼感光。
　　 3、光谱对黑绒鳃金龟成虫趋光行为有一定影响。在340-605 nm波谱范围内其光谱行为反应曲线为多峰型,峰间主次明显,紫光区400 nm、蓝紫光区420 nm略高,其趋光率均为39.72％;天蓝区498 nm、纯绿光区524 nm次之,其趋光率为38.6%;其次,深紫光380 nm、绿光区562 nm,其趋光率约为37%左右;雌虫趋光反应明显高于雄虫。
　　 4、光强度对黑绒鳃金龟成虫趋光行为有一定影响。(1)白光刺激下,其趋光行为反应曲线呈“√”型式样。在弱光区域(Log4.5-3.5)趋光率最高,随着光强度的增加趋光率逐渐减弱,到Log2.5降为最低。光强度最强(Log0.0)时趋光率仅次于最高趋光率。(2)420hm光刺激时,呈不规则上下波动式样,光强度为(Log3、Log1.5、Log0)处,趋光率最强,弱光(Log4.5-4.0)处次之。性别对光强度反应无显著影响。
　　 5、实验室内,以绿色为对照色,选取10种不同颜色对黑绒鳃金龟雌雄性成虫进行趋色性实验。实验结果显示:10种不同颜色中黑绒鳃金龟雄性成虫最喜好的颜色是紫色、天蓝和深蓝;雌性成虫的趋性最好的颜色为紫色、天蓝和亮黄,红色在不同的背景下趋性有所改变。
　　 本试验首次观察了黑绒鳃金龟成虫复眼的外部形态和内部显微结构,发现明暗条件下其复眼具有晶锥开闭、近端小网膜细胞移动导致透明区域变化及基膜色素颗粒在视杆的中段和近端移动的复眼调光机制;证实了光谱和光强度均对黑绒鳃金龟成虫趋光行为有影响,其中光强度的影响较大且其影响大小与波长因素有关;初步证实黑绒鳃金龟雌雄性成虫的最喜好颜色。这些发现对深刻揭示光源特征如何影响黑绒鳃金龟感光、趋光机制提供了科学依据,也为更好地保护利用天敌和可持续控制农林虫害提供了一条新思路和途径,为害虫预测预报和治理提供了重要的理论基础。