昆蟲生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展

黃艷君，浦冠勤

（蘇州大學(xué)園藝系，215123）

生態(tài)學(xué)是一門多學(xué)科的自然科學(xué)，主要研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用機(jī)理及規(guī)律。盡管其作為一門獨(dú)立學(xué)科只有50 a歷史，但卻是近年來(lái)最活躍的前沿學(xué)科之一，充滿生機(jī)和活力。昆蟲生態(tài)學(xué)作為生態(tài)學(xué)的一個(gè)部分，其發(fā)展進(jìn)程與整個(gè)生態(tài)學(xué)的發(fā)展是完全一致的。早期的生態(tài)學(xué)研究多為行為觀察，之后研究對(duì)象從個(gè)體邁向群體以至生態(tài)系統(tǒng)，隨后又在20世紀(jì)70年代提出了生物與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的理論，大大推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展。近年來(lái)，各學(xué)科交叉滲透發(fā)展，為生態(tài)學(xué)提供了嶄新的理論和研究手段，生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域，其研究水平再次得到提高。丁巖欽等[1]指出，昆蟲生態(tài)學(xué)將在昆蟲分子生態(tài)學(xué)、昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)、昆蟲行為生態(tài)學(xué)、昆蟲信息生態(tài)學(xué)以及昆蟲種群生態(tài)學(xué)這5個(gè)方面有較大的發(fā)展，下面從這幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。

1 昆蟲分子生態(tài)學(xué)

昆蟲分子生態(tài)學(xué)是應(yīng)用分子生物學(xué)方法深入研究昆蟲抗寒耐熱、滯育、遷飛、抗藥性產(chǎn)生的分子機(jī)理，及昆蟲種群生物型、生活型、翅型分化的遺傳機(jī)制，闡明昆蟲自身調(diào)節(jié)與適應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制。

美國(guó)白蛾（Hyphantria cunea）作為一種重要的檢疫害蟲，受到植保工作人員的廣泛關(guān)注。高寶嘉等[2]采用微衛(wèi)星分子標(biāo)記等技術(shù)對(duì)美國(guó)白蛾種群的遺傳多樣性與遺傳分化及其入侵定殖的關(guān)系進(jìn)行了研究，認(rèn)為入侵物種的經(jīng)緯度、平原比率、年降水量、入侵時(shí)間、入侵來(lái)源是導(dǎo)致種群變異的主要原因。這一研究在一定程度上對(duì)美國(guó)白蛾的生物防治起到了積極的指導(dǎo)作用。Kang等[3]研究表明，溫度脅迫耐受性的研究在預(yù)測(cè)害蟲發(fā)生分布區(qū)、建立物候?qū)W模型、模擬種群動(dòng)態(tài)、檢疫處理、引進(jìn)天敵、改進(jìn)害蟲控制策略和評(píng)估其地理擴(kuò)散能力等方面具有重要的指導(dǎo)意義。王海鴻等[4]通過(guò)基因克隆研究了B型煙粉虱（Bemisia tabaci）和溫室白粉虱（Trialeurodes vaporariorum）2種入侵粉虱的熱激基因Hsp70在溫度脅迫下的種間表達(dá)差異，在一定程度上解釋了自然界中這2種粉虱種群地理分布和發(fā)生季節(jié)差異的原因，并反映了昆蟲生態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)結(jié)合運(yùn)用的益處，說(shuō)明昆蟲分子生態(tài)學(xué)具有廣闊的應(yīng)用前景，其發(fā)展將有利于促進(jìn)整個(gè)昆蟲生態(tài)學(xué)甚至整個(gè)生態(tài)學(xué)的發(fā)展。

2 昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)

昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)主要是利用生理學(xué)、生物化學(xué)等方法來(lái)研究生物之間相互作用的機(jī)制，探尋植物－害蟲－天敵的互作關(guān)系，是昆蟲生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向。Kang等[3]通過(guò)植物－斑潛蠅－寄生蜂三者之間的互作，發(fā)現(xiàn)寄生蜂是通過(guò)受害葉片釋放的化合物定位害蟲的；另外通過(guò)植物頂空取樣法和氣相色譜與質(zhì)譜（GC-MS）技術(shù)，證明了綠葉化合物（GLVs）幾種萜烯類化合物（Terpenoids）和肟類化合物（Oximes）是引起寄生蜂觸角電生理反應(yīng)的主要物質(zhì)，而寄生蜂對(duì)含有己醇（Z-3-hexen-1-ol）的氣味表現(xiàn)出明顯的趨性現(xiàn)象，表明其他化合物在寄生蜂精確定位寄主中也起到一定的作用。該項(xiàng)研究結(jié)合分子生物學(xué)手段，在一定程度上剖析了植物－斑潛蠅－寄生蜂相互作用的關(guān)系，為生物防治工作的開展提供了依據(jù)，一定程度上推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展。

3 昆蟲行為生態(tài)學(xué)

昆蟲行為生態(tài)學(xué)的主要任務(wù)是探討昆蟲行為的進(jìn)化穩(wěn)定對(duì)策和最優(yōu)化理論，明確昆蟲行為機(jī)制及其適應(yīng)進(jìn)化過(guò)程。

彭露等[5]研究表明，植食性昆蟲可通過(guò)其快速進(jìn)化的寄主選擇適應(yīng)性，改變?nèi)∈巢呗?，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的節(jié)律，以及規(guī)避自然天敵等進(jìn)行防御，并且能夠適應(yīng)植物蛋白酶抑制劑、逃避植物防御信號(hào)、解毒植物次生物質(zhì)，以及抑制植物阻塞反應(yīng)來(lái)對(duì)植物防御進(jìn)行反防御。這一研究有助于提高對(duì)昆蟲－植物間協(xié)同進(jìn)化關(guān)系的認(rèn)識(shí)，并為害蟲治理和抗蟲植物的培育提供新的思路。如若能通過(guò)鑒定植物中抑制植食性昆蟲反防御物質(zhì)活性的次生物質(zhì)，分離或人工合成具有昆蟲拒食功能的生物源農(nóng)藥，或是在分子水平上進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行研究，鑒定出植物中何種引發(fā)子或是哪些引發(fā)子的協(xié)同作用參與了抑制昆蟲對(duì)植物的反防御，將大大促進(jìn)害蟲防治技術(shù)的發(fā)展。此外程彬等[6]從嗅覺、視覺和觸覺等方面對(duì)葉甲科昆蟲的定殖機(jī)制進(jìn)行了大量研究，為野外監(jiān)測(cè)和防治葉甲提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。另外，在前述Kang等的試驗(yàn)中，不但證實(shí)了植物－斑潛蠅－寄生蜂的作用機(jī)制，同時(shí)也闡明了斑潛蠅與植物的協(xié)同進(jìn)化機(jī)理，可見行為生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、分子生態(tài)學(xué)三者間存在密切的關(guān)系。

4 昆蟲信息生態(tài)學(xué)

昆蟲信息生態(tài)學(xué)作為昆蟲生態(tài)學(xué)的另一個(gè)分支，在害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中占有重要地位。其應(yīng)用各種有效手段來(lái)揭示害蟲種群區(qū)域性成災(zāi)規(guī)律，建立害蟲大尺度長(zhǎng)期預(yù)警系統(tǒng)，是生防工作中必不可少的一部分。

白雪峰等[7]通過(guò)調(diào)查2007-2009年灰飛虱（Laodelphgax striatellus）發(fā)生情況，結(jié)合氣象因素分析了黃淮夏玉米區(qū)域灰飛虱發(fā)生特點(diǎn)，證明了該區(qū)域灰飛虱主要來(lái)源和遷飛性，為制定科學(xué)的防控方法提供了理論依據(jù)。

張?jiān)苹鄣萚8]研究了越冬代旋幽夜蛾（Scotogramma trifolii）在北京地區(qū)的燈下消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和遷飛蟲源，結(jié)果表明，越冬代旋幽夜蛾具有明顯的遷飛現(xiàn)象，根據(jù)其遷飛行為進(jìn)行早期監(jiān)測(cè)預(yù)警具有重要意義。害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)對(duì)各地區(qū)植保站來(lái)說(shuō)都是一項(xiàng)重要工作，其準(zhǔn)確性關(guān)系到廣大農(nóng)民的直接利益，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義。

5 昆蟲種群生態(tài)學(xué)

昆蟲種群生態(tài)學(xué)是昆蟲生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)與核心，目前已開展大量相關(guān)研究。徐玉蕊等[9]利用逐步回歸分析方法、灰色系統(tǒng)分析方法、生態(tài)位分析方法和空間格局聚集強(qiáng)度等，從數(shù)量、發(fā)生時(shí)間、空間格局3個(gè)方面進(jìn)行初步探索，再用綜合排序的方法確定梨網(wǎng)蝽（Stephanitis nashi）主要天敵的位次，為梨網(wǎng)蝽天敵的保護(hù)和利用提供了一定的指導(dǎo)意義。徐玉蕊等[9]所采用的綜合排序方法雖然存在一些不足，但對(duì)后期的天敵評(píng)價(jià)工作仍具有較高的參考價(jià)值。昆蟲種群生態(tài)學(xué)著重于研究昆蟲種群數(shù)量調(diào)節(jié)機(jī)理，昆蟲異質(zhì)種群及其動(dòng)態(tài)；群落中昆蟲之間的相互聯(lián)系、相互制約的內(nèi)在機(jī)制，農(nóng)田昆蟲群落“源”與“庫(kù)”的關(guān)系，結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，以及它們的演替規(guī)律，為有效開展害蟲生態(tài)調(diào)控提供了理論依據(jù)。陳欽華等[10]研究表明，溫濕度、食物充足程度、自殘習(xí)性以及農(nóng)藥使用等方面都會(huì)對(duì)異色瓢蟲（Harmonia axyridis）的種群數(shù)量產(chǎn)生影響。由于異色瓢蟲是一類很有利用前景的天敵種群，該研究為其在生物防治中的應(yīng)用提供了一定的參考。

6 小結(jié)

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)研究也逐漸與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合，這充分說(shuō)明各學(xué)科之間緊密相聯(lián)、相互滲透、相互促進(jìn)，是一個(gè)整體。昆蟲生態(tài)學(xué)的發(fā)展符合有害生物綜合治理的觀點(diǎn)，無(wú)論是昆蟲分子生態(tài)學(xué)、昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)、昆蟲行為生態(tài)學(xué)、昆蟲信息生態(tài)學(xué)還是昆蟲種群生態(tài)學(xué)，都具有較強(qiáng)的可行性和較高的應(yīng)用價(jià)值，若能綜合利用，有利于不斷地開拓新的局面。

[1]丁巖欽，戈峰.中國(guó)昆蟲生態(tài)學(xué)五十年(1949-1999)[J].昆蟲知識(shí) 2000，37（1）：18-23.

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[3]Kang L,Chen B,Wei J N,et al.Roles of thermal adaptation and chemical ecology in Liriomyza distribution and control[J].Annual Review Entomology,2009,54:127-145.

[4]王海鴻，雷仲仁.兩種入侵粉虱熱激基因Hsp70的克隆及溫度脅迫下的種間差異表達(dá) [J].生態(tài)學(xué)雜志，2010，29（4）：693-701.

[5]彭露，嚴(yán)盈，劉萬(wàn)學(xué)，等.植食性昆蟲對(duì)植物的反防御機(jī)制[J].昆蟲學(xué)報(bào)，2010，53（5）：572-580.

[6]程彬，孫曉玲，孔祥波，等.葉甲科昆蟲的定殖機(jī)制[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（14）：3 901-3 911.

[7]白雪峰，王延玲，王鵬，等.黃淮夏玉米區(qū)灰飛虱發(fā)生規(guī)律的研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，48（3）：70-72.

[8]張?jiān)苹?，程登發(fā)，姜玉英，等.北京地區(qū)越冬代旋幽夜蛾遷飛的蟲源分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（9）：1 815-1 822.

[9]徐玉蕊，王曉翠，林雪飛，等.碭山酥梨梨網(wǎng)蝽與其天敵關(guān)系動(dòng)態(tài)分析[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（3）：71-76.

[10]陳欽華，馮文，黃榮雁.異色瓢蟲生活史及種群數(shù)量影響因子的研究[J].防護(hù)林科技，2010，28（3）：37-39.