扁顱蝠和褐扁顱蝠體表寄生革螨的宿主選擇

張光良，唐占輝，洪體玉，楊 劍，曾 玉，譚梁靜，劉 奇，陳 毅，沈琪琦，張禮標(biāo),*

1. 廣東省昆蟲研究所，廣州 510260；

2. 東北師范大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，長春 130024；

3. 海南醫(yī)學(xué)院，海口 571199

包括翼手目在內(nèi)的大多數(shù)哺乳動物是許多體表寄生蟲的天然寄主。許多學(xué)者對體表寄生蟲與宿主身體狀況的關(guān)系進(jìn)行了研究，并提出了兩種不同的觀點。一些研究表明寄生蟲對宿主身體狀況有明顯影響(Brown & Brown, 1986, 2004; Bergstr?ma et al,1999; Neuhaus, 2003; Whiteman & Parker, 2004)，而另一些研究則認(rèn)為宿主身體狀況與其寄生蟲感染的負(fù)荷量是相互獨立的，兩者之間無必然相關(guān)性(Perez-Orella & Schulte-Hostedde, 2005; Tompkins et al, 1996)。有研究發(fā)現(xiàn)，在長耳鼠耳蝠(Myotis bechsteinii)種群內(nèi)，高健康指數(shù)(體重與前臂長的比值較高)個體攜帶更多的寄生蟲，即寄生蟲負(fù)擔(dān)與宿主健康指數(shù)正相關(guān)(Reckardt & Kerth, 2009)。

體表寄生蟲(包括體表寄生革螨)大多表現(xiàn)不同程度的宿主專一性(宿主特異性)。專一性高的寄生蟲常有一個主要宿主，可能還有很少幾個偶爾寄生的宿主(Tripet et al, 2002)，即使是廣寄生的寄生蟲也通常表現(xiàn)出對某一或某一些宿主的偏愛選擇(Tripet & Richner, 1997; Soler et al, 1999; Johnson et al, 2002)。廣寄生種類的生境區(qū)域較其主要宿主的生境更為寬廣(Tripet & Richner, 1997; Poulin,2007)，而專一性寄生種類能有效利用宿主的微氣候和生活史以減小競爭(Timms & Read, 1999; ter Hofstede & Fenton, 2005; Poulin, 2007)。由于生境隔離及寄生蟲生活史策略，蝙蝠體表的寄生蟲通常屬于專一性較強的寄生種類(Dick et al, 2003; Dick,2007; Shatrov, 1992)。雖然對蝙蝠體表革螨類寄生蟲的專一性存在爭議(Bruyndonckx et al, 2010; Guiller& Deunff, 2010)，但野外統(tǒng)計學(xué)分析及室內(nèi)不同寄主物種的交叉感染研究均表明大多蝙蝠體表寄生革螨屬于較強的寄主專一性種類，且常常表現(xiàn)一種寄生革螨只寄生一種蝙蝠(Dittmar et al, 2006;Seneviratne et al, 2009; Tian et al, 2009)。Bruyndonckx et al (2009)比較研究了不同群落的馬耳他鼠耳蝠(Myotis punicu)及其體表鼠耳蝠革螨(Spinturnix myoti)的線粒體變異，發(fā)現(xiàn)革螨線粒體變異與其宿主線粒體和原子核變異緊密相連，認(rèn)為這兩個相互作用的物種在進(jìn)化樹上為伴同演化(co-differentiation)。

宿主專一性可能是一系列過程/作用的結(jié)果：宿主隔離阻礙寄生蟲感染潛在的新宿主，寄生蟲較弱的散布能力降低其分布到同域并存潛在宿主的可能性，且其生理、形態(tài)及行為上的適應(yīng)將進(jìn)一步減小其在新寄主體表寄生的機(jī)會(Dick & Patterson,2007; Reed & Hafner, 1997; Timms & Read, 1999)。實驗室探究寄生蟲寄生專一性的主要策略之一是給予寄生蟲在不同潛在宿主間選擇的機(jī)會(Esbérard et al, 2005; Giorgi et al, 2004)。寄生蟲選擇性感染能給予它們最高舒適的宿主或宿主種群，且在首選宿主體表存活的可能性更大(Giorgi et al, 2004)。

廣西南寧地區(qū)共同棲宿在相同竹林內(nèi)的扁顱蝠(Tylonycteris pachypus)和褐扁顱蝠(T. robustula)經(jīng)常更換棲宿竹筒，它們的體表寄生蟲革螨均表現(xiàn)寄主專一性，且不同性別、年齡和繁殖狀態(tài)的宿主體外寄生革螨負(fù)荷量也具有明顯差異(Zhang et al,2010)。本文通過野外調(diào)查研究了扁顱蝠和褐扁顱蝠體外寄生革螨負(fù)荷量與其宿主健康狀況之間的關(guān)系，同時通過室內(nèi)感染行為實驗，探討了體外寄生革螨對其原宿主性別以及非原宿主的選擇偏好，以期進(jìn)一步了解體表寄生革螨對于宿主選擇的規(guī)律性。

1 材料與方法

1.1 研究地點

研究地點位于廣西壯族自治區(qū)龍州縣，地處南亞熱帶南沿，氣候暖和濕潤，常年無霜，年均溫22.2 °C，平均海拔～200 m，喀斯特地貌顯著。扁顱蝠和褐扁顱蝠均棲息在村莊及附近的刺竹(Bambusa stenostachya)竹筒內(nèi)，可在不同時間輪流使用同一個棲息竹筒，但極少出現(xiàn)兩者混居的現(xiàn)象(Zhang et al, 2004)。

1.2 蝙蝠及寄生革螨的收集

蝙蝠樣本于2010年8—10月采自廣西壯族自治區(qū)龍州縣縣城附近的村莊。捕捉兩種扁顱蝠潛在棲宿竹筒內(nèi)的全部蝙蝠個體，同一個棲宿竹筒的蝙蝠裝在同一個布袋內(nèi)帶回臨時實驗室。前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，扁顱蝠體表寄生蟲為擬雷氏巨刺螨(Macronyssus pararadovskyi)，褐扁顱蝠體表寄生蟲為雷氏巨刺螨(Macronyssus radovskyi)(Tian et al,2009)。用鑷子和軟刷子盡量取下蝙蝠體表的可見寄生蟲(革螨類)放在培養(yǎng)皿中，并用于感染無體表寄生革螨蝙蝠個體。

1.3 寄生革螨離開寄主后的存活時長

從扁顱蝠體表選取 10只擬雷氏巨刺螨放入培養(yǎng)皿中，每10 min計數(shù)一次存活革螨個體數(shù)，直至所有個體死亡。重復(fù)7次，為確定感染實驗的最短時長提供依據(jù)。由于無法從褐扁顱蝠體表獲得足夠的雷氏巨刺螨，我們用擬雷氏巨刺螨離開宿主后的存活時長作為雷氏巨刺螨感染實驗最短時長的參考。

1.4 兩種扁顱蝠的寄生革螨感染實驗

1.4.1 種內(nèi)感染

分別選取 7只寄生革螨(擬雷氏巨刺螨和雷氏巨刺螨)對清除過寄生蟲的原宿主物種(扁顱蝠和褐扁顱蝠)雌、雄個體進(jìn)行感染實驗。將載有寄生革螨的培養(yǎng)皿置于20 cm×15 cm×10 cm的塑料盒子中央，待寄生革螨均爬行至培養(yǎng)皿邊緣時將一雌一雄蝙蝠放入塑料盒，蓋上培養(yǎng)皿蓋及塑料盒蓋。1 h后分別計數(shù)感染在雌、雄蝙蝠體表的寄生革螨數(shù)量，總量以最后計數(shù)的寄生革螨個體總數(shù)為準(zhǔn)。將感染數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為百分比(Christe et al, 2007; Esbérard et al, 2005)，即實驗結(jié)束時雌、雄蝙蝠個體體表寄生革螨數(shù)量分別占寄生革螨總數(shù)的百分比。扁顱蝠重復(fù)32次，褐扁顱蝠重復(fù)30次。

1.4.2 種間交叉感染

通過室內(nèi)行為實驗探究寄生蟲寄生特異性的主要策略是給予寄生蟲在不同潛在寄主間選擇的機(jī)會。由于在實驗期間無法獲得足夠的雷氏巨刺螨，因此僅以擬雷氏巨刺螨感染扁顱蝠與褐扁顱蝠。選取7只擬雷氏巨刺螨對2只已經(jīng)完全清除寄生革螨的蝙蝠(相同性別的成年扁顱蝠與褐扁顱蝠)進(jìn)行感染，實驗操作過程同上。1 h后分別計數(shù) 2只蝙蝠體表的寄生革螨數(shù)量，總量以最后計數(shù)的革螨個體數(shù)為準(zhǔn)，并分別計算每只蝙蝠體表革螨數(shù)量的百分比(Esbérard et al, 2005; Christe et al, 2007)，重復(fù)27次。

1.5 寄生革螨數(shù)量與寄主身體狀況

雖然對于動物健康指數(shù)的計算尚無一致觀點(Green, 2001; Schulte-Hostedde et al, 2005)，但是我們以蝙蝠體重與前臂長的比值作為健康指數(shù)(Lewis,1996; Lu?an, 2006; Laurenco & Palmeirim, 2007)，并用于分析扁顱蝠和褐扁顱蝠身體狀況與其體表寄生革螨數(shù)量的關(guān)系。由于具有相同革螨數(shù)量的重復(fù)個體較多(特別是無革螨感染個體所占比例較大，扁顱蝠：33.0%，褐扁顱蝠：44.1%)，攜帶相同數(shù)量革螨蝙蝠個體的健康狀況指數(shù)取平均數(shù)來表示。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

記錄每個蝙蝠棲宿群的個體數(shù)量及單個樣本的物種、性別、體重、前臂長及體表寄生革螨數(shù)量等數(shù)據(jù)，并用SPSS17.0進(jìn)行分析。用t-test來分析種間及種內(nèi)感染差異。采用 Spearman相關(guān)分析檢驗不同性別個體健康指數(shù)與寄生革螨負(fù)荷量的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

2.1 寄生革螨離開寄主后的存活時長

擬雷氏巨刺螨離開宿主扁顱蝠后不能很好存活。實驗結(jié)果顯示在溫度24.7 °C，濕度72%條件下，擬雷氏巨刺螨離開寄主～70 min后開始死亡，100～120 min內(nèi)死亡速率最高，140 min后，7次重復(fù)實驗的寄生革螨均已沒有存活個體(圖1)。

圖1 擬雷氏巨刺螨離開宿主的存活時間Figure 1 Survival time of Macronyssus pararadovskyi off host

2.2 寄生革螨感染實驗結(jié)果

種內(nèi)感染行為實驗顯示2種體表寄生革螨均更傾向于感染原宿主雄性個體。扁顱蝠雌、雄個體感染率分別為(42±12)%及(58±12)%(t=-3.6, df=31,P＜0.01)，褐扁顱蝠雌、雄個體感染率分別為(37±11)%及(63±11)%)(t=-6.1, df=26, P＜0.001)(圖2A, B)。

擬雷氏巨刺螨種間感染實驗顯示，原宿主扁顱蝠個體被感染的寄生革螨數(shù)量(71±13)%顯著高于褐扁顱蝠(29±13)%(t=9.1, df=29, P＜0.001)(圖 2C)。

2.3 寄生革螨負(fù)荷量與寄主健康狀況

兩種扁顱蝠的寄生革螨負(fù)荷量呈現(xiàn)較明顯的非連續(xù)性波動，雌、雄扁顱蝠寄生革螨負(fù)荷量范圍分別為0～47及0～32，雌、雄褐扁顱蝠則分別為0～12及 0～13。雌、雄扁顱蝠健康指數(shù)范圍分別為 0.122～0.160及 0.123～0.153，而雌、雄雄性褐扁顱蝠則分別為為 0.161～0.193及 0.161～0.212。

圖2 扁顱蝠和褐扁顱蝠體表寄生革螨感染百分比Figure 2 Percentage of infected mites on T. pachypus andT. robustulaA：擬雷氏巨刺螨感染雌、雄原宿主扁顱蝠；B：雷氏巨刺螨感染雌、雄原宿主褐扁顱蝠；C：擬雷氏巨刺螨感染原宿主扁顱蝠和非原宿主褐扁顱蝠。Tp：扁顱蝠；Tr：褐扁顱蝠， F ：雌性，M：雄性；**：P＜0.01,***：P＜0.001。A: Macronyssus pararadovskyi infected original host T. pachypus; B: M.radovskyi infected original host T. robustula; C: intercross infection between original host T. pachypus and novel host T. robustula with M. pararadovskyi.Tp: Tylonycteris pachypus; Tr: Tylonycteris robustula, F: Female, M: Male.**: P＜0.01, ***: P＜0.001.

Spearman相關(guān)檢驗顯示，雄性扁顱蝠及雌、雄褐扁顱蝠的健康指數(shù)與寄生革螨負(fù)荷量沒有顯著相關(guān)性(P＞0.05)，而雌性扁顱蝠健康指數(shù)與體表寄生革螨數(shù)量存在一定的正相關(guān)(Spearman: rs=0.55，P＜0.01，n=24)(圖3B)，即健康指數(shù)較大的雌性扁顱蝠個體攜帶較多革螨。

3 討 論

3.1 寄生革螨的專一性及其對宿主性別的選擇偏好

蝙蝠體表的螨類寄生蟲不能長時間離開宿主且擴(kuò)散能力較弱，許多種類的寄生蟲終生寄生在同一個宿主體表；偶然因素導(dǎo)致其脫離宿主后，需要快速探測并選擇潛在寄主，而原宿主物種通常更有利于其生存和繁衍(Thomas et al, 2000)。我們的存活實驗表明，扁顱蝠體外的擬雷氏巨刺螨離開宿主被置于玻璃培養(yǎng)皿后，70 min開始出現(xiàn)死亡，2 h后則全部死亡。

寄生蟲對原宿主感染行為實驗表明，寄生蟲感染趨勢與野外自然條件下相似，即野外條件下高感染數(shù)量的類群(如雄性個體)在室內(nèi)感染時也同樣表現(xiàn)高感染量(Giorgi et al, 2004; Christe et al, 2007)。我們的感染實驗表明，扁顱蝠和褐扁顱蝠的體外寄生革螨趨于選擇雄性宿主，與野外自然條件下的結(jié)果(Zhang et al, 2010)一致，說明與雌性個體相比，這兩種扁顱蝠的雄性個體均為其體外寄生革螨更適合的宿主。

圖3 扁顱蝠和褐扁顱蝠體表寄生革螨數(shù)量與健康指數(shù)的關(guān)系Figure 3 Relationship between mite load and body-condition index of Tylonycteris pachypus (Tp) and Tylonycterisrobustula (Tr) F: Female, M: Male

蝙蝠體表寄生蟲的專一性說明其與宿主之間進(jìn)化過程的同步性(Bruyndonckx et al, 2010)。然而大多關(guān)于寄生蟲特異性寄生的觀點都是通過大量的區(qū)系統(tǒng)計得到的結(jié)論，關(guān)于其機(jī)制尚存在較大分歧。目前的主要觀點有兩個，第一是寄生蟲的轉(zhuǎn)移能力決定其專一性，第二個是由于寄生蟲在新的宿主體表不能很好存活，從而使得寄生蟲表現(xiàn)出很強的專一性。蝙蝠體表的寄生蟲螨類不能長時間離開宿主，且擴(kuò)散能力較弱，導(dǎo)致許多種類的寄生螨終生寄生在同一宿主體表。而當(dāng)寄生蟲由于偶然因素脫離了宿主時，常能根據(jù)潛在宿主細(xì)微的化學(xué)信息差別選擇有利宿主。革螨類能夠利用蝙蝠的振動、陰影及 CO2濃度等因素辨別有利的潛在寄主(Sonenshine, 1993; Cox et al, 1998; Osterkamp et al,1999; Devine et al, 2000)。我們設(shè)計的交叉感染實驗給予寄生革螨選擇兩種潛在宿主的機(jī)會以檢驗寄生革螨再次感染宿主的選擇趨勢，雖然扁顱蝠與褐扁顱蝠親緣關(guān)系較近，且常常輪流使用同一個棲宿竹筒，但野外觀察發(fā)現(xiàn)這兩種蝙蝠極少同時共用同一個棲宿竹筒(Zhang et al, 2004)，擬雷氏巨刺螨與雷氏巨刺螨出現(xiàn)宿主間轉(zhuǎn)換的機(jī)會極少；即使是偶然脫落掉在蝙蝠棲宿竹筒內(nèi)的革螨也無法幸存并進(jìn)駐新宿主。實驗結(jié)果顯示，扁顱蝠體表擬雷氏巨刺螨顯著趨于選擇其原宿主，且對潛在宿主褐扁顱蝠則不表現(xiàn)明顯選擇喜好，這可能與其專一性寄生有關(guān)。寄生蟲選擇一個新的寄主物種可能導(dǎo)致其快速死亡，而選擇原宿主則更有利于其生存(Giorgi et al, 2004)。兩種扁顱蝠雖然生活在同一區(qū)域，但它們的棲宿群卻只由同一物種的個體組成，這種棲宿方式使扁顱蝠體外革螨類寄生蟲失去了在潛在宿主物種間轉(zhuǎn)移的可能。我們認(rèn)為，扁顱蝠體外寄生革螨類的特異性寄生特性是長期進(jìn)化的結(jié)果。褐扁顱蝠體外寄生革螨的專一性有待進(jìn)一步驗證。

3.2 身體健康狀況與寄生革螨負(fù)荷量的關(guān)系

蝙蝠體表寄生蟲負(fù)荷量有明顯季節(jié)及性別差異(Christe et al, 2000; Zhang et al, 2010)。蝙蝠個體在食物短缺的季節(jié)常表現(xiàn)體重下降。一些研究發(fā)現(xiàn)在寄生蟲爆發(fā)期，身體狀態(tài)較差的個體常寄生相對較大數(shù)量的寄生蟲。而在一定時期，寄生蟲負(fù)荷量又與健康指數(shù)表現(xiàn)正相關(guān)性。由此可見，寄主健康狀態(tài)與寄生蟲數(shù)量之間的關(guān)系可能是多種多樣的(M?ller, 2000; Weddle, 2000; Zahn &Rupp, 2004; Lu?an, 2006; Laurenco & Palmeirim,2007)。

本研究檢驗了成年扁顱蝠和褐扁顱蝠健康指數(shù)與體表寄生革螨負(fù)荷量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在雌性扁顱蝠個體寄生革螨負(fù)荷量與健康指數(shù)存在一定正相關(guān)性，與Reckardt & Kerth (2009)在長耳鼠耳蝠種群發(fā)現(xiàn)的趨勢一致，可能是由于較好健康條件更受到體表寄生蟲的青睞(Christe et al, 2003)。但是，雄性扁顱蝠和雌、雄褐扁顱蝠的體外寄生革螨負(fù)荷量與宿主健康指數(shù)無相關(guān)性。扁顱蝠和褐扁顱蝠的體外寄生革螨負(fù)荷量相對較低(Zhang et al., 2010)，宿主選擇策略可以解釋扁顱蝠和褐扁顱蝠體外寄生革螨負(fù)荷量與其宿主健康指數(shù)無相關(guān)性或正相關(guān)性。負(fù)荷量較低時，寄生革螨通常不會對其寄主帶來直接傷害，寄主的防御投入亦通常不會隨寄生革螨的增加而增加，寄生革螨通常會選擇有利于其生存繁衍的宿主個體，即身體狀態(tài)較好，健康指數(shù)較高的個體(Giorgi et al, 2001)。

致謝：感謝韋力、張偉、葉建平和朱光劍在野外調(diào)查中給予的幫助。