内蒙古芫菁科(Meloidae)昆虫资源调查及其地理区系1)

安格尔 李丽荣 李娅楠 冀鹏浩 包文学

(内蒙古农业大学,呼和浩特,010011)

芫菁科(Meloidae)物种在昆虫分类学中统称为芫菁,其中药名称为斑蝥。属于鞘翅目(Coleoptera),多食亚目(Polyphaga),拟步甲总科(Tenebrionoidea)中的类群。斑蝥作为中医药材,在我国有2100多年的历史,同时斑蝥也是农作物和资源昆虫的重要害虫[1-4]。芫菁科昆虫(除南极洲、新西兰以及有些孤立岛屿外)在陆地区域均有分布,尤其在干早和半干旱地区的物种极为丰富[5]。芫菁的成虫可分泌防御性的昆虫毒素,斑蝥素(Cantharidin)。斑蝥素属于可杀虫和抗癌活性的一种天然单萜类物质,主要抑制癌细胞蛋白质、RNA、DNA的合成,降低癌症激素量,增加脾淋巴细胞功能,从而抑制癌细胞生长和增强机体免疫力。此外,还具有治疗顽固性皮癣和化疗引起的白细胞减少等功效[6-9]。

芫菁科昆虫属于复变态类昆虫,雌性成虫卵产在蝗虫卵囊或蜂巢中,孵化幼虫取食蝗虫卵或蜜蜂总科昆虫的幼虫及蜂巢花粉[5]。成虫多为植食性,主要取食豆科(Fabaceae)、菊科(Compositae)、茄科(Solanaceae)、伞形科(Umbelliferae)、苋科(Amaranthaceae)、萝藦科(Asclepiadaceae)、十字花科(Brassicaceae)、罂粟科(Papaveraceae)、藜科(Chenopodiaceae)、唇形科(Lamiaceae)、蒺藜科(Zygophyllaceae)、禾本科(Poaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)和百合科(Liliaceae)等植物的花和叶片[10-11]。

芫菁科的分类系统从1810年Gyllenhali建立以来,历经了不稳定到相对稳定的阶段。最新研究结果表明,芫菁科分为Eleticinae、Meloinae、Tetraonycinae和Nemognathinae等4个亚科。其中,Tetraonycinae亚科仅分布于新大陆,Eleticinae亚科分布于南美洲、印度和东南亚,Meloinae和Nemognathinae亚科广泛分布于世界各地。目前,全世界已知种类4亚科,约120属,近3000种[12];我国已知种类2亚科25属192种(亚种)[13]。内蒙古地区已有报道的芫菁种类7属28种,其中,郭元朝[14]记录4属18种,能乃扎布[15]记录7属28种,白晓栓等[16]记录5属24种,但郭元朝[14]记录的4属18种和白晓栓等[16]记录的5属24种均被包含在能乃扎布[15]记录的7属28种。

为了进一步掌握内蒙古地区芫菁科昆虫资源,2017—2022年从东部到西部选择7个调查点进行调查。根据调查结果和有关文献报道的数据汇总整理,分析内蒙古地区芫菁科昆虫区系的分布,为内蒙古地区药用昆虫资源开发利用、害虫综合防控和害虫生物防治提供基础资料。

1 调查方法

1.1 标本采集时间及地点

2017—2022年期间采集于内蒙古满洲里市、克什克腾旗、阿鲁科尔沁旗、赛罕乌拉国家级自然保护区、黄花沟旅游景区、呼和浩特市和乌海市等地。

1.2 调查工具

采集工具主要有乙醚毒瓶、35 cm口径100目捕虫网、自封袋、2 mL离心管(管底部垫少量乙醚浸泡的脱质棉)、镊子、记录本、离心管专用采集标签(有采集编号)、采集记录本(采集编号、采集人姓名、采集时间、地点或地理坐标、寄主植物)、记录笔、GPS等。

1.3 标本采集方法

根据地形地貌、植被类型、公路沿线、不同发育阶段、不同人为干扰区进行随机调查。应用扫网法采集芫菁科昆虫。采集时间为09:00—12:00、13:00—17:00(芫菁活动频繁,易于采集)。扫网法是应用捕虫网在芫菁上直接扫网采集,每次扫网用力将网内昆虫抖至捕虫网底部。网内昆虫数量达到5～10头时,移入毒瓶,将其杀死;毒瓶内致死后(约3 min),用小镊子挑取放入预备的2 mL离心管,并记录采集信息,带回实验室显微镜下进行观察。

1.4 昆虫原色图拍摄与物种鉴定

成虫原色图使用Canon EOS 60D相机拍摄(镜头为佳能EF100mm f2.8L Macro IS USM);物种鉴定所需虫体细微结构图,使用徕卡Leica S9i体视显微镜及其自带软件拍摄。所有照片后期使用Adobe Photoshop CC2019处理并排版。根据《内蒙古昆虫》[15]、《河北森林昆虫图册》[17]、《青海经济昆虫志》[18]、《辽宁甲虫原色图鉴》[19]、以及芫菁在内蒙分布情况的相关文献等,对芫菁进行分类及鉴定。实体标本和数字化标本保存在内蒙古农业大学林学院森林昆虫标本室。

2 结果与分析

2.1 内蒙古芫菁种类及区系

2017—2022年共采集8属17种芫菁。其中,芫菁属(Lytta)2种,斑芫菁属(Mylabris)6种,豆芫菁属(Epicauta)4种,短翅芫菁属(Meloe)1种,带栉芫菁属(Zonitis)1种,狭翅芫菁属(Stenoria)1种,沟芫菁属(Hycleus)1种,栉芫菁属(Megatrachelus)1种。本次调查与能乃扎布[15]记录的7属28种不同的物种有小花斑芫菁(MylabrisatrataPallas)、横带斑芫菁(MylabrisschonherriBillber)、草原斑芫菁(MylabrisfroloviFischer von Waldheim)、异色带栉芫菁(ZonitisfortucciiFairmaire)、二斑狭翅芫菁(Stenoriafasciata(Faldermann))、霍氏沟芫菁(Hycleuschodschenticus(Ballion))、四星栉芫菁(Megatracheluspolitus(Gebler))等7种(见表1)。据文献记载,在内蒙古已有分布的有草原斑芫菁、二斑狭翅芫菁、霍氏沟芫菁等3种;在内蒙古新分布种有小花斑芫菁、横带斑芫菁、异色带栉芫菁、四星栉芫菁等4种。

表1 在动物地理区系的分布情况及所占比例

中国昆虫区系归属于世界6大动物地理区系中的古北界和东洋界,其中古北界在我国分为东北区、华北区、蒙新区和青藏区,东洋界分为西南区、华中区和华南区。

由表1可知,内蒙古芫菁华北区分布33种,占总数的94%;蒙新区分布27种,占总数的77%;东北区分布26种,占总数的74%;青藏区和华中区分别分布7种,分别占总数的20%;在华南区分布4种,占总数的11%;西南区分布3种,占总数的9%。

2.2 内蒙古芫菁在世界动物地理区划中的区系型

由表2可知,根据我国昆虫区系归属于世界动物地理区划,内蒙古芫菁科昆虫分布可分为古北界、古北-东洋界等2区系型。在古北界区系型中分布24种,占总数的69%;在古北-东洋界区系型中分布11种,占总数的31%;尚未采集其他世界地理区系型。古北界区系型呈现主导优势。内蒙古芫菁科昆虫种类在世界地理区系中的分布极不均匀,明现偏于古北界。

表2 内蒙古芫菁在世界动物地理区划的分布

2.3 内蒙古芫菁在中国动物地理区划中的区系型

由表3可知,内蒙古芫菁科昆虫分布归属于我国7个动物地理区划,共分为16区系型,在单一区系型中分布1种,占总数的2.86%;跨2区区系型中分布10种,占总数的28.57%;跨3区区系型中分布13种,占总数的37.14%;跨4区区系型中分布10种,占总数的28.57%;跨5区区系型中分布1种,占总数的2.86%。其中,东北区-华北区-蒙新区区系型物种分布最多(9种),占总数的25.71%;其次是东北区-华北区区系型物种分布6种,占总数的17.14%;之后是华北区-蒙新区、东北区-华北区-蒙新区-青藏区、东北区-华北区-蒙新区-华中区等区系型物种分布分别为3种,分别占总数的8.57%;其余的区系型都只包含1个种数,占总数的2.86%。内蒙古芫菁科昆虫主要与蒙新区、华北区、东北区等区系关联较强,且区系融汇度高。

表3 内蒙古芫菁在中国动物地理区划的分布

2.4 跨特定区系的区系型

由表4可知,内蒙古芫菁科昆虫在我国7个动物地理区系中的跨区分布情况,跨华北区、蒙新区、东北区、青藏区、华中区、华南区和西南区的区系型分别为13、12、9、5、5、3、3;物种数分别为23、17、19、4、3、4、3。在内蒙古分布的芫菁科昆虫与华北区关联性最强,与蒙新区和东北区的关联性较强,与青藏区、华南区、华中区、西南区关联性较弱。

表4 跨特定区系的区系型分析

3 结论与讨论

2017—2022年,共采集8属17种,其中芫菁属2种、豆芫菁属4种、斑芫菁属6种、短翅芫菁属1种、带栉芫菁属1种、狭翅芫菁属1种、沟芫菁属1种、栉芫菁属1种。本次调查中未能采集到能乃扎布教授记录的7个属中的欧芫菁属、Pseudoabsibia属、Cantharis属等3属物种,但采集到未记录的带栉芫菁属、狭翅芫菁属、沟芫菁属、栉芫菁属等4属物种。另外,采集到已有记录的10种,未记录的7种,其中4种为内蒙古新记录种,3种为文献记载内蒙古有分布。内蒙古不同时间段芫菁资源的不同与其调查地区的偏重有关。

目前,在内蒙古芫菁种类11属35种,与贵州(4属14种)[20]、广西(2属9种)[21]、西藏(5属20种)[22]、新疆(5属41种)[23-24]和陕西(5属16种)[25]分布的芫菁种类有显著差异,与河北(9属25种)[10]和宁夏(5属20种)[26]分布的芫菁种类基本相似。不同地区的芫菁种类不同与其地形地貌、气候条件和适合生存环境有关,也与各地区对于芫菁科昆虫资源的调查详细程度有关。

内蒙古芫菁科昆虫种类在世界动物地理区系中的分布极不均匀,明显偏于古北界。与我国动物地理区系华北区关联性最强,与蒙新区和东北区的关联性较强,与青藏区、华南区、华中区、西南区关联性较弱。内蒙古芫菁科昆虫在我国动物地理区系中存在偏差,与其生物学特性有关。由于内蒙古地形地貌复杂、气候条件变化大及生态环境多样等因素,使内蒙古芫菁科昆虫资源极为丰富。因此,今后有必要对于内蒙古芫菁科昆虫资源进一步深入调查研究。