蚜蝇访花习性及种类研究现状与展望
作者: 刘欣 刘静娴 赵乐 霍科科
摘要 蚜蝇科昆虫在生态系统中扮演着传粉者、天敌、分解者和生物指示物种等多重角色,具有重要的经济意义和生态意义。依据Meta分析的原理以及野外观察记录,总结了蚜蝇访花的研究现状、中国访花蚜蝇的种类、习性及其访问的植物种类。国外访花蚜蝇的研究多聚焦于蚜蝇对植物的传粉方面,而国内多集中于访花蚜蝇的物种多样性研究。研究整理出国内访花蚜蝇2亚科16族205种,其中蚜蝇亚科101种,管蚜蝇亚科104种,访花生境主要为农田、田埂杂草丛与林下灌丛及杂草丛,涉及菊科、十字花科等40多个科100多个属160余种植物。蚜蝇访花一般在11:00—13:00和15:00—16:00温度较高时段,访花时间约为10.36 s(朵),访花频率为5~7朵/min。蚜蝇的访花行为与种类有关,清理身体上黏附的花粉等行为与蜂蜜相似。
关键词 访花蚜蝇;研究现状;种类;习性
中图分类号 S-058 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)17-0190-09
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.17.043
Research Status and Prospects of Flower-visiting Hoverflies Habits and Species
LIU Xin1, LIU Jing-xian1, ZHAO Le1,2 et al
(1.Qinling-Bashan Mountains Bioresources Comprehensive Development C.I.C.,School of Bioscience and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong, Shaanxi 723000;2.College of Life Sciences, Shaanxi Normal University, Xi’an, Shaanxi 710119)
Abstract Hoverflies play multiple roles in the ecosystem, such as pollinators, natural enemies, decomposers and indicator species, which had important economic and ecological significance. Based on the principle of Meta-analysis and field observation records, we summarized the study status, species, habits and plant species of flower-visiting hoverflies in China. Research on the flower-visiting hoverflies abroad was mainly focused on the pollination of Syrphidae, while in China, the species diversity of hoverflies was mainly studied. A total of 205 species belonging to 16 families and 2 subfamilies of flower-visiting hoverflies were found in China, including 101 species belonging to Syrphidae and 104 species belonging to Eristalinae, the habitats for visiting flowers were mainly farmland and the ridge of field of overgrow fireweed, undergrowth shrubs and weeds, involving more than 100 genera and more than 160 species of 40 families, such as Compositae and Cruciferae. Hoverflies visited flowers from 11: 00 to 13: 00 in the noon and from 15: 00 to 16: 00 in the afternoon when the temperature was high, the visiting time was about 10.36 s for each flower, and the visiting frequency was about 5 to 7 flowers per minute. The pollinating behavior of hoverflies was related to its species, and the behavior of cleaning pollen adhered to its body was similar to honey.
Key words Flower-visiting hoverflies;Study status;Species;Habits
蚜蝇科(Syrphidae)昆虫隶属于双翅目(Diptera),环裂亚目(Cyclorrhapha),无缝组(Aschiza),蚜蝇总科(Syrphiodea)[1],是一个较大的类群,目前全世界已知约230属,6 200余种[2],国内记载蚜蝇科昆虫119属900余种[3]。蚜蝇科成虫大多具有访花习性,大部分的访花蚜蝇在取食种子植物的花粉与花蜜的同时,还可为植物传播花粉,是仅次于蜜蜂的重要授粉昆虫,在特定的生态环境条件下,其授粉作用甚至大于蜜蜂[4]。国外研究报道显示,在留种的欧芹Petroselnum crispum上,蚜蝇是优势传粉者,其次才是蜜蜂,蚜蝇传粉的种子产量比对照几乎大3倍[5]。加拿大报道用长尾管蚜蝇Eristalis tenax对温室甜椒Capsicum annuum进行传粉,取得了较好的效果[6]。蚜蝇中有1/3种类的幼虫是捕食性的,是蚜虫的天敌,捕食能力强。此外,蚜蝇幼虫习性高度分化(植食性、菌食性、腐食性和肉食性)常表现出对环境的不同要求,可作为环境指示物种。
中国是昆虫生物多样性的关键地区,也是世界上“生物多样性大国”之一[7],昆虫授粉对水果和蔬菜产生的经济价值十分巨大,我国种植的农作物中约57%的作物依靠昆虫授粉[8]。近年来,国外有关蚜蝇访花习性和传粉作用研究较多,包括不同生境及植物上访花蚜蝇的种类、习性和植物花部特征与蚜蝇形态结构的适应等;国内有关蚜蝇访花或传粉的记录鲜见于各类文献中[9]。这些论文虽然都提到了蚜蝇的访花及其重要性,但系统性研究,特别是对蚜蝇访花习性研究比较贫乏。
鉴于此,笔者依据Meta分析原理以及野外观察记录,总结了蚜蝇访花的研究现状、中国访花蚜蝇种类、习性及访问植物种类,对访花蚜蝇的现状进行讨论与展望。
1 材料与方法
1.1 数据获取
在野外观察记录的基础上,通过PubMed、Web of Science外文数据库和万方、维普以及中国期刊全文数据库(CNKI)全面系统进行中文及外文文献搜索,同时将检索的所有文献的参考文献作为参考补充,检索时间截至2022年6月,英文检索词包括Syrphidae、flower-visiting、pollination,中文检索词为蚜蝇、访花、授粉。纳入文献标准为:文章中出现双翅目访花昆虫、研究中有一定含量的访花蚜蝇样本,并做了一定分析且文章内容有蚜蝇访花的相关研究。通过对文献的标题、摘要、关键字和文献内容经过评估和筛选,从630篇文章中选出42篇符合要求的文章。
1.2 数据处理
依据《中国动物志》(2012,黄春梅等)、《秦巴山区蚜蝇区系分类》(2007,霍科科等)及相关植物学文献,将文献中记载的访花蚜蝇进行系统整理与统计,以阐明访花蚜蝇及其访问植物多样性;对田间观察数据进行统计,分析了蚜蝇访花的活动频率、行为特征等生物学习性。
2 结果与分析
2.1 访花蚜蝇研究现状
2.1.1 国外访花蚜蝇的研究现状。
蚜蝇科(Syrphidae)的系统研究始于18世纪林奈时期[1]。20世纪中后期,国外一些学者把注意力放在了蚜蝇的访花行为上[10]。1981年,Gilbert对英国剑桥常见访花蚜蝇进行了研究,探讨了口器形态学与摄食机制、访花的频率以及花卉种类选择之间的关系,结果表明喙的长度对蚜蝇取食花蜜很重要,觅食的差异与口器形态的差异相关[11]。Souza-Silva等[12]对访花昆虫的季节性数量与种类组成进行了分析,从蚜蝇科(Syrphidae)、丽蝇科(Calliphoridae)、蜂虻科(Bombyliidae)、水虻科(Stratiomyidae)等众多昆虫中发现蚜蝇对不同植物的访问可能与获取花蜜和花粉的容易程度、可用资源的种类与数量有关。通过蜡菊属植物Helichrysum bracteum花上的长尾管蚜蝇Eristalis tenax的行为活动,Golding等[13]得出Eristalis tenax具有行为拟态现象。Wojciechowicz-ytko[14]于2010—2011年的5—8月观察了16种244只蚜蝇,从中发现蚜蝇成虫觅食次数在花与花之间有明显的差异。Maggi等[15]对访花与携带花粉的节肢动物进行研究,发现蚜蝇可将花粉携带至少400 m外。
Cook等[16]进行了研究,结果表明就农业粮食生产而言,蚜蝇参与多种作物授粉,并能提高其产量。Ajerrar等[17]研究了摩洛哥西南部两个不同地点的Argania spinosa相关的传粉者,以确定其潜在的授粉者,结果表明长尾管蚜蝇,条眼管蚜蝇Eristalinus taeniops,黄环粗股蚜蝇Syritta pipiens以及Simosyrphus aegyptius这几种蚜蝇的访花频率较高,并得出蚜蝇是双翅目中最重要的授粉者的结论。此外,Okello等[18]对东非鳄梨Avocado访花昆虫进行研究发现,离眼管蚜蝇(Eristalinus)可能是鳄梨Avocado农业生态系统生存的强大推动力,这种蚜蝇应该得到保护。
2.1.2 国内访花蚜蝇的研究现状。
新中国成立之前,我国的蚜蝇研究主要是由外国学者进行,我国对蚜蝇系统研究于20世纪70年代开始[3],访花昆虫的研究成为热点,人们试图通过研究昆虫的访花传粉机制来揭示千百万年来动物与植物之间形成的协同进化关系,以便阐明传粉现象的本质[19]。国内有关访花蚜蝇的研究集中于地区访花蚜蝇多样性或访花习性以及特异性传粉等方面。
关于地区访花蚜蝇多样性的研究主要有:在长白山北坡对不同群落(针阔混交林群落、针叶林群落、岳桦林群落、高山苔原群落)与不同海拔的样地中的蚜蝇多样性系统调查研究中,郝锡联等[20-22]均发现,蚜蝇为优势访花昆虫。在汉中平川地区调查,霍科科等[23]发现管蚜蝇属(Eristalis)、斑目蚜蝇属(Lathyrophthalmus)等种类于油料作物开花时期在田间大量活动,它们对油菜授粉具有重要作用。在陕西汉中地区农田生态系统中访花蚜蝇的物种多样性进行调查中,程丽萍等[9]指出该地区的蚜蝇种类以4—7月最多,优势种为长尾管蚜蝇和黑带蚜蝇Episyrphus balteatus。在西藏林芝地区八一镇地区进行访花蚜蝇考察时,潘朝晖等[24]记载访花蚜蝇有46种28个属,隶属于2亚科8族,间接证明了访花蚜蝇的丰富性与多样性。
在访花习性方面研究有:嵇宝中等[25]对南京地区的访花昆虫进行初步调查,发现蚜蝇主要在蔷薇科植物、菊科植物、油菜、锈球花、石竹、牛奶子、溲疏等植物上活动。郝德君等[26]发现蚜蝇科昆虫是南京市早春开花植物主要的访花昆虫。孙颖等[27]对百子莲引种地的访花昆虫和昆虫访花行为进行了连续2年观察和检测,结果表明温度越高,黑带蚜蝇的访花频率高。王兵等[28]在田间观察检测了9个品系的宁夏枸杞,并对其访花者的种类和访花行为进行了初步研究,结果表明短腹管蚜蝇Eristalis arbustorum和长尾管蚜蝇在枸杞的异花传粉中发挥着重要的作用。孙坤等[29]调查青藏高原东缘高寒草甸,两种橐吾访花昆虫发现几种蚜蝇的访问频率没有显著差异,尽管两种橐吾的大部分访花昆虫一致,但黄颜蚜蝇Syrphus ribesii只访问黄帚橐吾,黑带蚜蝇只访问箭叶橐吾,而长尾管蚜蝇两种橐吾都有访问。兰飞[30]对12种访花管蚜蝇的喙、体长、触角及触角芒进行了观察与分析,结果表明不同种类的管蚜蝇因喙长差异而对花冠形状适应不同。