第七章化学生态学课件.ppt

《第七章化学生态学课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章昆虫与植物的关系（三）:昆虫对寄主植物的选择和利用1昆虫对植物的选择在第5章中已经提到，植食性昆虫的食性总的来说是狭食性的，它们不但对植物的种类进行选择，而且有时选择植物的某一特定部位。1.1名词和概念搜寻（searching）当昆虫远离其潜在寄主植物时，为了搜寻和找到寄主，必须向寄主植物移动并与之接触，至少要到达植物的附近，以便进一步确定植物的性质。“搜寻（searching）”的意思是“细心地查找某种东西”，而“找到（finding）”则是搜寻的结果。昆虫的运动是多种多样的，或者可能是

2、随机的（random），碰巧接触到了寄主，或者直接被寄主吸引，做定向运动。选择（selection）“选择”的意思是“从众多对象中挑拣”。昆虫对寄主植物的选择就意味着对多种植物进行权衡，这必然要涉及昆虫对来自植物信号的接受和反应。接受（acceptance）昆虫对一种植物的接受就意味着在这种植物上持续取食或产卵。“接受”是和“选择”联系在一起的，昆虫在没有“选择”的条件下持续取食或产卵不能称为“接受”。偏好（preference）在两项或多项选择的生测中，昆虫在多种植物中的一种上持续取食或产卵，称

3、为比起其他植物更偏好这种植物。偏好是一种相对的概念。识别（recognition）“识别”常与“接受”联系在一起，意思是昆虫的中枢神经系统存有植物的“印象”，当来自某种植物的信息与储存的“印象”足够符合时，这种植物就被识别为寄主植物。这种印象一般在遗传上是固定的，但也可在一定程度上被后来的经历所修正。1.2选择行为的顺序性昆虫寻找植物的行为过程有一个固定的顺序，一个接着一个，直至接受某一植物。一旦发现某植物（或植物某一部分）不适合其取食或产卵，昆虫就会返回到先前的某个行为，再按顺序进行行为过程，直

4、到找到合适的食物或产卵场所。这叫做“反应行为链”（reactionchain）（Atkins1980）。先前的经验可能缩短某个行为的时间或改变偏好性，但顺序保持不变，整个过程包括3个主要阶段（见图7．1）：第一阶段是寻找寄主阶段，即定向（orientation），该阶段终止于“找到”；第二阶段是降落（landing）在寄主所在的位置；第三阶段是接触寄主阶段，该阶段终止于“拒绝”或“接受”。“接受”是非常关键的行为，因为这个行为的结果是在选择的植物上取食或产卵，一旦失误，有可能导致不利的后果。在这些

5、行为过程中，昆虫利用视觉、嗅觉、触觉和味觉不断收集来自植物的信息（见图7.2）。在每一步中，昆虫都有可能在接触植物之前或之后选择离开。当昆虫到达植物生长的场所时，它可能对某种植物的不同个体（或不同种的植物）反复重复同样的过程。1.3选择行为影响因素的多重性昆虫在对植物进行选择的时候，拒绝或接受虽然取决于来自植物的视觉信息、昆虫的生理状况（饥饱程度、性成熟度、卵成熟度等（Barton1993）），以及昆虫中枢神经系统中储存的“经验”（Dethier1982）等，但来自植物的嗅觉和味觉信息起着非常重要

6、的作用。在寄主选择过程中，植食性昆虫对寄主植物气味的感受和影响因素如图7.3所示。（1）搜寻的随机运动阶段植物的信息在昆虫能感觉的范围之外时，昆虫运动的频率、速度和方向与植物无关。随机运动是由中枢神经内的“中枢运动程序”所决定的，当昆虫内部生理指标达到一定限度（如胃内的食物到达一定水平以下时），“程序”就会被激活，昆虫就会开始随机活动。在周围没有可用信息或感觉器官接受不到足够的刺激时，这种搜寻方式可能是最好的（Schoonhovenetal．1998）。在随机搜寻中，昆虫可能对外界的刺激做出有方向

7、性或无方向性的反应。外界刺激引起的非定向的随机运动，叫做动态（kinesis）；如果昆虫改变线形运动的速度，叫直动态（orthokinesis），如果改变了调转身体的速率或频率，叫调转动态（klinokinesis）。外部刺激（光密度，植物气味，湿度等）的程度及其时空差异决定了昆虫反应的强度。单个感觉细胞所接受到的刺激足以使中枢神经系统判断刺激的强度，动态反应的结果往往可以缩小搜寻范围，在某处滞留，并接近寄主植物，这时，线形运动减少，侧转运动增加（Morris，Kareiva1991），就开始了定

8、向运动。（2）定向运动阶段当昆虫的感觉系统能定向感觉到植物的信号时，昆虫就有可能做定向运动。这种情况下的定向决定于外部刺激，但仍然受到“中枢运动程序”的影响。与外界刺激相联系的定向运动，叫做趋性（taxis），运动可以是朝向刺激源（正趋性）或远离刺激源（负趋性）。昆虫在定向运动阶段，主要受植物的光学和气味特点的影响。植物反射的光谱与空气运动和距离无关，而植物气味则受空气和距离的影响（详见第2章“气味扩散”的内容）。这两个特点对不同的昆虫（如日出性和夜出性昆虫）的重要性不同，但昆虫经