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4种步甲属昆虫一龄幼虫形态学特征(鞘翅目:步甲科)

2012-11-10陈开轩龚粤宁李超荣谢国光田明义

华南农业大学学报 2012年2期
关键词:下颚下唇刚毛

高 磊,陈开轩,龚粤宁,李超荣,谢国光,田明义

(1 华南农业大学资源环境学院,广东广州 510642;2 上海市园林科学研究所植物保护研究部,上海 200232;3 广州市森林病虫防治检疫站,广东广州 510060;4南岭国家级自然保护区管理局,广东乳源 512727)

步甲幼虫形态特征不仅用于生态学和动物区系研究,还可用于分类学和系统发育学的研究[1].步甲属Carabus是鞘翅目Coleoptera步甲科Carabidae昆虫中最大的属之一,是一类珍稀的、具重要保护意义的昆虫,其中以切鞘步甲亚属Apotomopterus种类最为丰富,现已记录120余种,大多数为中国特有种,只有少数种类分布在缅甸、老挝、泰国和越南的高山地区[2],目前国内的研究主要集中在成虫的形态描述,鲜有涉及幼虫形态的研究[3].在南岭国家级自然保护区,通过室内人工饲养,获得4种步甲的一龄幼虫.本文对这4种一龄幼虫的形态特征和原生刚毛进行了描述,以期为开展其保护生物学研究打下基础.

1 材料与方法

所有步甲属的成虫均采自广东南岭国家级自然保护区内,并在该保护区内配对进行人工饲养获得幼虫.所有幼虫标本经甘油法[4]进行处理,并采用原生刚毛标记命名法[5-8]对每种步甲的一龄幼虫原生刚毛进行了观察.标本的观察及绘图均在Leica体视镜(MZ125)下进行.用于观察的一龄幼虫的数量:普通步甲南岭亚种2头,舜步甲南岭亚种5头,石坑崆步甲1头,阿氏步甲粤北亚种2头,所有幼虫标本均保存在华南农业大学昆虫学系标本室.

2 结果与分析

2.1 形态描述

(1)普通步甲南岭亚种C.(Apotomopterus)sauteri nanlingensis Deuve et Tian,1999

体长14.0~16.0 mm,头壳宽2.8~3.0 mm.体深褐色,触角、下颚、下颚须、下唇、下唇须和足颜色较浅.

头壳(图1a)前窄后宽,额唇基前缘有3个大突起,中间为鼻突,鼻区具4齿向前伸长,4齿成锯齿状,中间2齿高于侧齿.破卵器成鱼骨状,位于FR2和FR3之间.触角(图1i)4节,第1节至第4节逐渐变细,第2节最长,是第1节的1.90倍,第3节是第1节的1.50倍,第4节是第1节的0.70倍.

足(图2e)基节最长,最粗大,转节是基节的0.43倍,股节是基节的0.45倍,胫节是基节的0.36倍,跗节是基节的0.45倍,跗节约为基节的0.23倍.

原生刚毛:头部额片(图1a)原生刚毛缺FR1、FR8、FR9、FR10和 FR11,颅区背面原生刚毛缺 PA2、PA3、PA4、PA5和 PA6.颅区腹面(图 1e)原生刚毛缺PA14、PA17和 PA18.触角(图 1i)原生刚毛缺 AN1,第 1节近基部有1根附生刚毛.上颚(图1m)原生刚毛缺MN2.下颚(图 1q、u)原生刚毛缺 MX4、MX7、MX9和MX12,外额叶第1节端部有1根附生刚毛,下颚茎节背面的2/3布满gMX,有11根附生刚毛.下唇背面(图1y)前颏左右两边边缘均有3根附生刚毛,中间各有5根附生刚毛.前胸背板(图1cc)原生刚毛缺PR1、PR4、PR5、PR7、PR9、PR12、PR13和 PR14.中胸背板(图 1gg) 原生刚毛缺 ME1、ME2、ME3、ME4、ME5、ME6、ME7、ME9、ME10、ME13和 ME14.足基节(图 2e)原生刚毛缺 CO3、CO7、CO8、CO12和 CO13,胫节原生刚毛缺IT1,跗节原生刚毛缺TA1,爪(图2i)存在UN1和UN2.腹部背板Ⅰ(图2c)原生刚毛存在TE9.背板Ⅱ-Ⅷ存在原生刚毛TE9.背板Ⅺ与尾突(图2t)原生刚毛缺UR1、UR3和UR9.腹节Ⅰ上侧片(图2o)有1根附生刚毛;腹节Ⅶ(图2s)前腹片原生刚毛缺ST1,中腹片有1根附生刚毛,下侧片有2根附生刚毛;腹节Ⅷ(图2s)腹片原生刚毛缺ST1,上侧片有4根附生刚毛,下侧片有6根附生刚毛;腹节Ⅸ(图2s)腹片原生刚毛缺ST6.臀板侧面(图2aa)原生刚毛缺PY1.

(2)舜步甲南岭亚种 C.(A.)shun floridus Cavazzuti et Ratti,1999

体长18.6~23.0 mm,头壳宽3.0~4.0 mm.体黑褐色,触角、下颚、下唇、下唇须和足为浅褐色.

头壳(图1b)呈梯形,前窄后宽,额唇前缘有3个突起,鼻突位于中间,鼻突具2侧齿且横向延伸,2齿间距呈弧形,2齿端部尖锐;2 侧齿中间具1齿,其较侧缘2齿位于更腹面区,背面观只能看到一小部分,鼻区两侧齿外各有1排附生刚毛.破卵器为2个锥形突,位于FR2与FR4之间的位置.触角(图1j)4节,第2节最长,是第1节的1.29倍,第3节与第1节等长,第4节是第1节的0.71倍.

足基节(图2f)最长,最粗大,转节是基节的0.5倍,股节是基节的0.44倍,胫节是基节的0.36倍,跗节是基节的0.36倍,跗节约为基节的0.39倍.

原生刚毛:头部额片(图1b)原生刚毛缺FR1、FR3和FR6.鼻区两侧外着生1排附生刚毛.颅区背面原生刚毛缺 PA1、PA2、PA3、PA4、PA5和 PA7.颅区腹面(图1f)原生刚毛缺PA14、PA17和PA18.触角(图1j)原生刚毛缺AN1和AN6.下颚(图1r、v)原生刚毛缺 MX7、MX8、MX9、MX11和 MX12,下颚茎节背面布满gMX.下唇背面(图1z)前颏左右两边边缘均有4根附生刚毛,中间着生很多细毛,唇舌有2根附生刚毛.前胸背板(图 1dd)原生刚毛缺 PR1、PR2、PR4、PR5、PR7、PR8、PR10和 PR13.中胸背板(图 1hh)原生刚毛缺 ME1、ME2、ME3、ME4、ME5、ME6、ME9、ME10、ME13和ME14.足转节(图2f)原生刚毛缺TR2,胫节原生刚毛缺TI1,爪(图2j)存在UN1和UN2.腹部背板Ⅰ(图 2d)原生刚毛缺 TE1、TE2、TE3、TE4、TE6、TE8、TE10和TE11.背板Ⅺ与尾突(图2u)原生刚毛缺UR1.腹节Ⅰ(图2p)上侧片原生刚毛缺EP1,下侧片有1根附生刚毛;腹节Ⅶ(图2x)前腹片原生刚毛缺ST1,中腹片、外腹片和上侧片各有1根附生刚毛,下侧片有5根附生刚毛;腹节Ⅷ(图2x)腹片原生刚毛缺ST2和ST4,上侧片有1根附生刚毛,下侧片有2根附生刚毛;腹节Ⅸ(图2x)腹片原生刚毛缺ST1、ST5和ST6,外侧片原生刚毛缺EP1.臀板侧面(图2bb)原生刚毛缺PY1,有2根附生刚毛.

图1 切鞘步甲一龄幼虫原生刚毛分布(Ⅰ)Fig.1 Primary setae of the first instar larvae of Apotomopterus species(Ⅰ)

图2 切鞘步甲一龄幼虫原生刚毛分布(Ⅱ)Fig.2 Primary setae of the first instar larvae of Apotomopterus species(Ⅱ)

(3)石坑崆步甲C.(A.)shikengkong Deuve et Tian,2001

体长17.0~17.5 mm,头壳宽2.5~2.6 mm.全体黑色,触角、下颚、下颚须、下唇、下唇须和足颜色较浅.

头壳(图1c)略呈梯形,前窄后宽,额区前缘有3个大突起,鼻突位于中间,中间1齿较侧缘2齿位于更腹面区,背面观不可见.鼻突具4齿且向前突出,4齿成锯齿状,齿端部微钝,中间2齿高于侧齿.破卵器鱼骨状,位于FR3和FR4之间,靠近FR3位置.触角(图1k)4节,第1节至第4节逐渐变细.第2节最长,是第1节的1.62倍,第3节是第1节的1.24倍,第4节是第1节的0.95倍.

足基节(图2g)最长,粗大,转节是基节的0.57倍,股节是基节的0.54倍,胫节是基节的0.40倍,跗节是基节的0.41倍,跗节约为基节的0.32倍.

原生刚毛:头部额片(图1c)原生刚毛缺FR10和FR11.颅区背面原生刚毛缺 PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7.颅区腹面(图1g)原生刚毛缺 PA14、PA17和PA18,有1根附生刚毛.触角(图1k)第4节端部有2根附生刚毛.上颚(图1o)原生刚毛缺MN1.下颚(图1s、w)原生刚毛缺 MX4、MX9、MX11和 MX12,茎节背面(图1s)基部有1根附生刚毛,茎节背面的2/3布满gMX.下唇(图1aa)原生刚毛缺LA6,下唇背面前颏左右两边均有3根附生刚毛.前胸背板(图1ee)原生刚毛缺 PR1、PR4、PR5、PR7、PR8、PR9、PR13和 PR14.中胸背板(图 2a)原生刚毛缺 ME1、ME2、ME3、ME4、ME5、ME6、ME8、ME9、ME10、ME13和 ME14.足基节(图2g)原生刚毛缺 CO17,转节原生刚毛缺 TR1,爪(图2k)存在UN1和UN2.腹部背板Ⅰ(图2m)原生刚毛缺 TE1、TE2、TE3、TE4、TE5、TE7、TE8、TE9、TE10和TE11.背板Ⅱ-Ⅷ原生刚毛存在TE6.背板Ⅸ和尾突(图2v)原生刚毛缺 UR1、UR3和 UR4.腹节Ⅰ(图2q)有2根附生刚毛,下侧片有1根附生刚毛;腹节Ⅶ(图2y)前腹片原生刚毛缺ST1,中腹片有2根附生刚毛,内腹片有1根附生刚毛,外腹片有1根附生刚毛,上侧片另有4根附生刚毛,下侧片有3根附生刚毛;腹节Ⅷ(图2y)原生刚毛缺ST1,有4根附生刚毛,上侧片有2根附生刚毛,下侧片有2根附生刚毛;腹节Ⅸ(图2y)腹片有2根附生刚毛,外侧片有1根附生刚毛.臀板侧面(图2cc)原生刚毛缺PY1、PY5和PY6,有2根附生刚毛.

4)阿氏步甲粤北亚种 C.(A.)arrowi yubeicus Deuve et Tian,1999

体长17.0~17.5 mm,头壳宽2.5~2.6 mm.额区后半部纵条纹明显,冠缝两侧至单眼位置略隆起.前胸背板前缘有纵条纹明显,其他背板条纹不明显.

头壳(图1d)略呈梯形,前窄后宽,额唇其前缘有3个突起,鼻突位于中间,鼻突具2齿且向前伸出,2齿间距呈弧形,2齿端部稍钝;破卵器鱼骨状,位于FR3和FR4之间的位置,较靠近FR3.触角(图1l)4节,第1节至第4节逐渐变细,第2节最长,是第1节的1.44倍,第3节是第1节的0.96倍,第4节是第1节的0.46倍.

足基节(图2h)最长,粗大,转节是基节的0.52倍,股节是基节的0.47倍,胫节是基节的0.31倍,跗节是基节的0.31倍,跗节约为基节的0.26倍.

原生刚毛:头部额片(图1d)原生刚毛缺FR1、FR10和FR11,FR2上方有1根附生刚毛,鼻区两侧齿外有2根附生刚毛.颅区(图1d、h)原生刚毛缺PA1、PA2、PA3、PA4、PA7、PA14和 PA17,PA12下方有 1 根附生刚毛.上颚(图1p)原生刚毛缺MN2.下颚(图1t、x)原生刚毛缺MX9、MX11和MX12.茎节背面(图1t)布满gMX,茎节腹面有6根附生刚毛.下唇背面(图1bb)前颏左右两边均有1排附生刚毛.前胸背板(图1ff) 原生刚毛缺 PR1、PR4、PR5、PR7、PR9、PR12和PR13.中胸背板(图2b)只存在原生刚毛ME11.足基节(图 2h)原生刚毛缺 CO1、CO2、CO3和 CO17,爪(图2l)存在UN1和UN2.腹部背板Ⅰ(图2n)原生刚毛缺TE1、TE2、TE3、TE4、TE5、TE7、TE8、TE10和 TE11.背板Ⅱ-Ⅷ存在TE6和TE9.背板Ⅺ和尾突(图2w)原生刚毛缺UR1和UR9.腹节Ⅰ上侧片(图2r)有2根附生刚毛;腹节Ⅶ(图2z)前腹片原生刚毛缺ST1,中腹片有5根附生刚毛,内腹片有2根附生刚毛,上侧片有3根原生刚毛,下侧片有2根附生刚毛;腹节Ⅷ(图2z)腹片原生刚毛缺ST1,有2根附生刚毛,上侧片有3根附生刚毛,下侧片有3根附生刚毛;腹节Ⅸ(图2z)腹片缺ST1,有2根附生刚毛,上侧片有1根附生刚毛.臀板侧面(图2dd)原生刚毛缺PY1和PY5.

2.2 4种步甲一龄幼虫的检索表

1 鼻突具2~3齿 …………………………………2

鼻突具4齿,颅区背面具PA1…………………3

2 破卵器成2个小锥型突,额区背面具FR10和FR11……… 舜步甲南岭亚种C.(A.)shun floridus

破卵器成鱼骨状,颅区背面具PA5,尾突背面具UR9…… 阿氏步甲粤北亚种C.(A.)arrowi yubeicus

3 下颚须具MN11,臀板侧面具PY5…………………… 普通步甲南岭亚种C.(A.)sauteri nanlingensis

额区背面具FR1,下唇背面缺LA6………………………………… 石坑崆步甲C.(A.)shikengkong

3 讨论

目前欧洲的大多数步甲属幼虫都已被描述,我国步甲属种类非常丰富,特有成分高[9],而对其幼虫进行分类的工作才刚刚起步.Liu等[3]首次运用原生刚毛标记分类法对切鞘步甲亚属的模式种奇步甲C.prodigus幼虫进行了描述,与奇步甲相比,本文描述的4种幼虫中,只有舜步甲南岭亚种的鼻突与其一致,具有3个齿,并在鼻区的两侧齿外都有一排附生刚毛.由于切鞘步甲亚属种类繁多,亚属内又分为许多种组,而目前对该亚属幼虫的描述很少,这方面的研究有待展开,以便为步甲属昆虫系统学的研究提供科学依据.

[1]ARNDT E,BRÜCKNER M,MARCINIAK M,et al.Phylogeny[M]∥TURUN H,PENEV L,CASALE A.The genus Carabus L.in Europe,a synthesis.Sofia-Moscow:Pensoft Publishers,2003:307-325.

[2]DEUVE T.Illustrated catalogue of the genus Carabus of the world(Coleoptera:Carabidae)[M].Sofia-Moscow:Pensoft,2004:461.

[3]LIU Gui-qing,DEUVE T,TIAN Ming-yi.Larval description of Carabus prodigus Erichson,with discuss of the position of the subgenus Apotomopterus within the genus Carabus L.(Coleoptera:Carabidae) [J].Coleopts Bull,2009,63(2):221-227.

[4]GOULET H.Technique for the study of immature coleopteran in glycerine[J].Coleopts Bull,1977,31:381-382.

[5]屈娟.四种步甲一龄幼虫的形态研究[J].昆虫分类学报,1996,18(4):283-293.

[6]BOUSQUET Y,GOULET H.Notation of primary setae and pores on larvae of Carabidae(Coleoptera:Adephaga)[J].Can J Zool,1984,62(4):573-588.

[7]BOUSQUET Y.Description of first-instar larva of Metrius contractus Eschscholtz(Carabidae)with remarks about phylogenetic relationships and ranking of the genus Metrius Eschscholtz[J].Can Entomol,1986,118:373-388.

[8]BOUSQUET Y,SMETANA A.A description of the first instar larva of Promecognathus chaudoir[J].Syst Entomol,1986,11:25-31.

[9]田明义.中国步甲属(鞘翅目:步甲科)物种多样性及其保护问题[J]. 昆虫天敌,2000,22(4):151-154.

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