长木蜂幼虫龄期的划分
2015-12-03贺春玲
贺春玲,曹 磊,李 梦
(河南科技大学林学院,河南洛阳 471003)
长木蜂Xylocopa tranquebarorum(Swederus)属于膜翅目Hymenoptera 蜜蜂科Apidae 木蜂亚科Xylocopina 木蜂属Xylocopa 的双月木蜂亚属Biluna Maa(吴燕如,2000;Michener,2007)。国内主要分布于江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、福建、广东、海南、广西、四川、云南、河南、新疆、香港、台湾等地区,国外分布于印度、瓜哇岛(印尼)、老挝等地区(吴燕如,2000;Ascher and Pickering,2011;贺春玲等,2011;刘宗才等,2011)。在南京地区长木蜂1年发生1 代,主要于竹中筑巢,少数在芦苇中筑巢。成蜂访花季节时间长,访花植物种类多样(贺春玲等,2009,2011)。长木蜂以成虫在巢室内越冬,翌年的三月下旬成虫开始外出活动,越冬雌蜂担负筑巢、采集粉蜜和产卵的任务。卵孵化以后幼虫在巢室内取食亲代雌蜂酿制的蜂粮(贺春玲等,2009;Maeta et al.,1985,1996)。对于幼虫形态和生长发育的描述在贺春玲等(2011)和吴燕如(2000)文献中有记述,但有关幼虫的龄期划分不清楚。幼虫龄期的确定是进一步研究发生规律和生物学习性以及保护木蜂资源的基础。本文通过统计测量的方法,对南京地区长木蜂幼虫的龄期进行了系统的研究。
1 材料与方法
1.1 幼虫标本采集
将带有长木蜂巢口的枯竹预先放置在洛阳牡丹基因库、牡丹研究院和洛阳牡丹苗圃园。在长木蜂酿贮蜂粮盛期,于2013年5月4日至20日每周2 次到各研究地点采集带有长木蜂的巢口,剖开巢室,将幼虫连同蜂粮一起放入培养皿中,带回实验室备用(样本数206 头)。1 龄幼虫是将采集到的卵在室内饲养获得的。
1.2 幼虫分龄指标的选择
长木蜂幼虫靠取食亲代雌蜂酿贮的蜂粮生活,在巢室内,亲代雌蜂提供的蜂粮块是一定的,并且幼虫活动量很小。假设幼虫的龄期与其体长和体重具有相关性。在幼虫分龄指标上,除按照传统的测定幼虫头壳宽度指标外,还选择了幼虫不同时期的体长和体重2个指标。
1.3 分龄指标测量方法
将待测长木蜂幼虫(活的)平置在白纸上,放到ZOOM645 连续体式显微镜载物台上调整目镜放大倍数,调整光圈,调整准角螺旋,待观测图像清晰后,等待幼虫蠕动到身体自然舒展,用NV-130c 软件的照相功能抓拍图片,保存并用软件的测量功能测出一个值,按倍数换算出体长实际值,建立体长分布图,从而归纳长木蜂的龄期。采用梅特勒万分之一电子天平(AB104-S)测量不同龄期幼虫的体重。
1.4 数据统计分析
采用Excel 软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 幼虫头壳宽度
幼虫头壳宽度的测定结果,最小值为1.19 mm,最大值为2.33 mm。将幼虫头壳宽度测定值分别按组距0.03 mm 间隔,整理成由小到大排列的次数分布(图1)。由图1 数据显示,长木蜂幼虫头壳宽度在1.73-1.79 mm、1.97-2.03 mm、2.06-2.12 mm、2.18-2.24 mm 出现的频数较多。由图1 数据可以看出,幼虫有4个分布集中区,据此推断,长木蜂幼虫有4 龄。
由原始数据和幼虫头壳宽的次数分布数据分别算出各龄幼虫头壳宽的平均值及其变异范围(表1),根据表1 的数据,统计分析得出回归直线y=0.2836x+1.1715(y:虫龄,x:头壳宽度),相关系数R2=0.9724,大于R0.01(0.874),为非常显著直线相关,证明推断结果是可靠的(图2)。
图1 长木蜂幼虫头壳宽度测量数据次数分布Fig.1 Frenquency histograms of width of head capsules of larvae of Xylocopa tranquebarorum
表1 长木蜂各龄幼虫的头壳宽度Table1 The width of head capsules of larvae of Xylocop a tranquebarorum
图2 长木蜂幼虫头壳宽度和虫龄的关系Fig.2 The relationship ofwidth of head capsules and larvae instar of Xylocopa tranquebarorum
2.2 幼虫体长
长木蜂幼虫体长的测定结果,最小值为6.28 mm,最大值为29.65 mm。将幼虫长度测定值分别按组距0.6 mm 间隔整理成由小到大排列的次数分布(图3)。从图3 中可以直观的看出幼虫体长出现频次较高的区域是8.4-9.0 mm,12.0-14.4 mm,15.0-19.2 mm 和23.0-27.4 mm。幼虫有4个分布集中区,据此推断,长木蜂幼虫有4 龄。
图3 长木蜂幼虫体长测量数据的次数分布图Fig.3 Frenquency histograms of body length of larvae of Xylocopa tranquebarorum
由原始数据和表2 数据分别算出各龄幼虫体长的平均值及其变异范围(表2)。根据表2 的数据,经统计分析得回归直线y=5.608x+1.91(y-虫龄,x-体长),相关系数R2=0.9867,大于R0.01(0.874),为非常显著直线相关,证明推断结果是可靠的(图4)。
表2 长木蜂各龄幼虫体长Table 2 Body length of larvae of Xylocopa tranquebarorum
图4 长木蜂幼虫体长和虫龄的关系Fig.4 The relationship of body length and larvae instar of Xylocopa tranquebarorum
2.3 幼虫的体重
长木蜂幼虫体重的测定结果,最小值为0.011 g,最大值为0.672 g。将幼虫体重的测定值分别按组距0.018 g 间隔整理成由小到大排列的次数分布(图5)。由图5 数据可以看出,体重为0.028-0.064 g、0.082-0.154 g、,0.262-0.316 g和0.406-0.496 g 时幼虫出现次数较高,可以看出体重有4个分布集中区,据此推断,长木蜂幼虫有4 龄。
由原始数据和表3 数据分别算出各龄幼虫体重的平均值及其变异范围(表3)。根据表3 的数据,经统计分析得回归直线y=0.1419x-0.123(y-虫龄,x-体重),相关系数R2=0.978,大于R0.01(0.874),为非常显著直线相关,证明推断结果是可靠的(图6)。
图5 长木蜂幼虫体重次数分布图Fig.5 Frenquency histograms of body weigth of larvae of Xylocopa tranquebarorum
表3 长木蜂各龄期幼虫的体重Table 3 Body weigth of larvae of Xylocopa tranquebarorum
图6 长木蜂幼虫体重和虫龄的关系Fig.6 The relationship of body weigth and larvae instar of Xylocopa tranquebarorum
3 结论与讨论
Dyar 早在1890年通过对28种鳞翅目幼虫头壳宽度的测量,揭示昆虫幼虫期的生长速率具有一定的周期性特点,各龄间头宽是按一定的几何级数增长,帮助我们从不连续或不完整的蜕皮材料中推断出某种昆虫的实际蜕皮次数,但Dyar 定律不能适应所有种类(彩万志等,2011)。近年来,为更加准确地推测不同种类的幼虫龄期,不同物种又对其他指标进行测定。如:川硬皮肿腿蜂Sclerderma sichuanensis 幼虫龄期的测定指标有头壳长度(胡霞等,2005);鞘翅目的柑桔爆皮虫Agrilus auriventris 各龄幼虫测定,采用了幼虫头部口上片最大宽度、尾部钳状突最大宽度、钳状突最大长度、钳状突左侧侧缘最大长度等4个形态特征,推测柑桔爆皮虫幼虫分为5 龄(魏书军等,2006);沙棘木蠹蛾Holcoeerus hippophaecolus 幼虫的头壳宽、体长、体宽、上颚长和宽等指标,确定其幼虫共有16 龄(宗世祥等,2006);张海滨等(2011)通过星天牛幼虫上唇基宽度、额宽(头壳上触角窝间的最短距离)、“凸”形宽(位于前胸背板上小微刺组成的形似中文字“凸”的结构)、上颚长、上颚宽、触角窝直径、前胸气门长、前胸气门宽、下唇须末节长的9个形态结构数据的统计分析,推测星天牛幼虫分5 龄,其额宽是最佳的分龄结构,其次是上颚长和上颚宽。本文通过长木蜂的头壳宽、体长和体重3个指标初步推测其幼虫为4 龄。长木蜂属野生蜂类,其幼虫主要取食雌蜂酿贮的蜂粮逐渐发育成熟,雌蜂采集花粉酿贮蜂粮的量一定,幼虫在巢室中取食蜂粮其受外界影响较小,研究的结果初步表明其具有一定的可靠性。但在采集幼虫的过程中,为了在一个巢室中能采集到更多的幼虫,在长木蜂酿贮蜂粮的盛期进行,卵和初龄幼虫相对较少,另外卵孵化为幼虫能看到留下的卵壳,幼虫在整个蜕皮过程中看不到蜕,因此很难进一步验证龄期。截止目前,木蜂幼虫龄期的研究未见报道,Prager(2008)在研究Xylocopa virginica 木蜂巢内发育个过程是,将幼虫的发育阶段分为极小(very small),小(small),中(medium),大(large)和成熟幼虫(fully-grown larvae)5个指标。我们观察和解剖不同发育过程中的长木蜂木蜂幼虫,明确长木蜂具有预蛹期,其形态与幼虫相似,但体内已经发生变化,在Prager(2008)的研究中所指的成熟幼虫是不是预蛹,还有待证实。总之,研究木蜂的幼虫龄期对进一步研究木蜂的巢室行为提供方便,并且对明确木蜂的生物学和保护木蜂资源均具有重要意义。
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