活體飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛生物學(xué)特征的影響①

鐘圣赟 陳國(guó)德杜尚嘉鄒耀進(jìn)呂朝軍

(1海南省林業(yè)科學(xué)研究所 海南?？?71158;2海南省五指山市水滿鄉(xiāng)人民政府 海南五指山572299;3中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所 海南文昌571339)

蜘蛛是地球上最豐富的陸生捕食者之一，是農(nóng)、林、草原等生態(tài)系統(tǒng)中害蟲(chóng)的重要生物控制因子，對(duì)維持自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡有重要作用［1］。龐雄飛［2］院士在1999年就提出過(guò)，以天敵的保護(hù)與利用為主要措施之一的害蟲(chóng)生態(tài)調(diào)控措施。在各類農(nóng)田捕食性天敵總數(shù)中，蜘蛛的占有比例平均在70%左右，其種類和發(fā)生量居各類捕食性天敵之首，是抑制農(nóng)業(yè)蟲(chóng)害發(fā)生和發(fā)展的重要力量。謝小群等［3］對(duì)不同類型茶園主要益害生物的群落結(jié)構(gòu)和消長(zhǎng)規(guī)律的研究結(jié)果顯示：在生態(tài)觀光茶園中，蜘蛛量與小綠葉蟬若蟲(chóng)量的擬合優(yōu)度高于常規(guī)茶園的；生態(tài)觀光茶園的生物多樣性高于常規(guī)茶園的，其主要害蟲(chóng)數(shù)量明顯少于常規(guī)茶園的。張俊喜等［4］發(fā)現(xiàn)，稻田蜘蛛對(duì)稻田害蟲(chóng)具有一定的控制作用。黃乾龍等［5］對(duì)重慶倒置山區(qū)稻飛虱和捕食蜘蛛發(fā)生動(dòng)態(tài)研究結(jié)果表明，捕食蜘蛛的發(fā)生動(dòng)態(tài)與稻飛虱群體的發(fā)生動(dòng)態(tài)基本一致，有明顯的跟隨效應(yīng)。

在各類蜘蛛中，捕鳥(niǎo)蛛是一類高效的捕食者，但其多數(shù)種類均棲息于自然生境內(nèi)，不適應(yīng)人類活動(dòng)的干擾［6-7］，部分種類，如我國(guó)的虎紋捕鳥(niǎo)蛛（Cyriopagopus schmidt）、中 美洲Brachypelma（短尾蛛）屬的若干種類可在一定程度上適應(yīng)人類改造的生境，但也只能耐受中等程度的干擾［8-9］，且捕鳥(niǎo)蛛對(duì)人類有一定攻擊性，這些都對(duì)捕鳥(niǎo)蛛在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防治方面發(fā)揮作用構(gòu)成了阻礙。目前，已知葡萄牙亞速爾群島地區(qū)引入了Brachypelma vagans作為溫室農(nóng)業(yè)的防控生物［10］。另有研究表明，烏拉圭的草甸牧場(chǎng)捕鳥(niǎo)蛛Acanthoscurria suina和Eupalaestrus weijenberghi可 能 是 抑 制草甸鞘翅目害蟲(chóng)Diloboderus abderus的重要天敵，對(duì)牧場(chǎng)生態(tài)健康意義重大［11］。此外，有研究指出，捕鳥(niǎo)蛛對(duì)干擾的敏感性使其可能被用作生態(tài)指示生物［12］。

捕鳥(niǎo)蛛并不只有種群水平上的應(yīng)用，其分泌的毒素包括眾多復(fù)雜的多肽類混合物［13-14］，在神經(jīng)生物學(xué)、分子藥理學(xué)和分子毒理學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為新型工具試劑（如：ω-agatoxin IVA JSTS）［15-16］。在國(guó)內(nèi)，對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛毒素的研究已獲得較豐富的成果。海南捕鳥(niǎo)蛛（Cyri‐opagopus hainanus）是1999年在我國(guó)首次報(bào)道發(fā)現(xiàn)的毒蜘蛛新種［17］，分布在海南島五指山一帶，其生活習(xí)性及形態(tài)特征與虎紋捕鳥(niǎo)蛛相似，僅體色有明顯差異。海南捕鳥(niǎo)蛛分泌的毒素含有多種活性多肽與蛋白質(zhì)成分，有抑制細(xì)胞河豚毒敏感型TTX-S鈉電流作用［18］和昆蟲(chóng)毒活性。蔡天夫［19］研究海南捕鳥(niǎo)蛛毒III（HNTX-III）與電壓門(mén)控鈉通道作用機(jī)制，結(jié)果指出HNTX-III對(duì)實(shí)驗(yàn)中的4種（Nav 1.1、Nav 1.2、Nav 1.3和Nav 1.7）鈉通道亞型具有抑制作用，其中對(duì)Nav 1.7尤為敏感，而對(duì)其他2種（Nav 1.4和Nav 1.5）鈉通道亞型沒(méi)有作用。黃娟［20］研究海南捕鳥(niǎo)蛛毒素-I（HNTXI）對(duì)IK通道的作用機(jī)制，結(jié)果顯示，HNTX-I毒素作為被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)IK通道的多肽類激活劑，可能通過(guò)疏水作用與IK通道相互作用。此外，海南捕鳥(niǎo)蛛毒素可抑制昆蟲(chóng)和哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞電壓門(mén)控鈉通道使之失活［21-22］，為無(wú)害殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)提供了新思路和新成分。

目前，海南捕鳥(niǎo)蛛的研究主要集中在生態(tài)學(xué)、生物學(xué)和毒性毒理方面，其飼料研發(fā)與篩選，即飼料種類對(duì)蜘蛛的產(chǎn)毒量的影響研究較少。本文選取不同的活體飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛進(jìn)行飼養(yǎng)，從成活率、取食量、生長(zhǎng)發(fā)育及毒液分泌蛋白質(zhì)量等方面分析，旨在尋找海南捕鳥(niǎo)蛛適宜的飼料種類，解決海南捕鳥(niǎo)蛛飼料種類單一的問(wèn)題，為海南捕鳥(niǎo)蛛室內(nèi)飼養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

海南捕鳥(niǎo)蛛均來(lái)自三亞育才鎮(zhèn)海南捕鳥(niǎo)蛛繁育場(chǎng)，選擇3齡期，大小相近的成蛛個(gè)體，活體帶回海南省林業(yè)科學(xué)研究所通什分所實(shí)驗(yàn)室，在室內(nèi)采用自制的飼養(yǎng)盒進(jìn)行飼養(yǎng)，室內(nèi)溫度控制在20～26℃，相對(duì)濕度為65%～90%，光照為自然光。

1.2 方法

1.2.1 捕鳥(niǎo)蛛飼養(yǎng)

將單頭海南捕鳥(niǎo)蛛分別置于25 cm×15 cm×15 cm的塑料盒自制雙層飼養(yǎng)盒，在飼養(yǎng)盒下層裝10 cm的紅色黏土，并筑30°斜坡，上下層塑料盒之間靠壁留一個(gè)圓形洞穴，洞口大小與將要放入的蜘蛛的大小相對(duì)應(yīng)，上層和下層均放入少量碎樹(shù)葉；上層塑料盒放入取食盤(pán)和飲水盤(pán)，定期更換飲水盤(pán)，保持水質(zhì)清潔。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置4種不同的食物喂養(yǎng)處理，分別是H組（黃粉蟲(chóng)喂養(yǎng)）、X組（蟋蟀喂養(yǎng)）、Z組（蟑螂喂養(yǎng)）、D組（大麥蟲(chóng)喂養(yǎng)），飼料種類的基本信息見(jiàn)2018年3月31日，15：00～17：00，觀察并記錄其取食量，成活率，測(cè)定其體重、體長(zhǎng)、頭部長(zhǎng)、腹部長(zhǎng)及毒液分泌蛋白濃度和總量。

表1不同飼料種類的基本信息

1.2.3 生長(zhǎng)特征的測(cè)定

對(duì)在室內(nèi)飼養(yǎng)3個(gè)月的海南捕鳥(niǎo)蛛的體重、體長(zhǎng)、頭部長(zhǎng)和腹部長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，體重采用電子天平測(cè)量（型號(hào)：G&G T500型電子天平），體長(zhǎng)采用游標(biāo)卡尺（型號(hào)：MNT150T）進(jìn)行測(cè)量。

1.2.4 取食量測(cè)定

將海南捕鳥(niǎo)蛛在室內(nèi)靜養(yǎng)一個(gè)星期后喂食，期間不間斷供水，記錄每次投喂的飼料重量，下次喂養(yǎng)前，統(tǒng)計(jì)上次單頭蜘蛛投喂的飼料剩余量，計(jì)算每次單頭蜘蛛的取食量，連續(xù)統(tǒng)計(jì)3個(gè)月，剔除死亡蜘蛛，再分別算出每個(gè)處理組單頭蜘蛛平均取食量。

1.2.5 成活率測(cè)定

飼養(yǎng)盒中喂養(yǎng)3個(gè)月后，分別統(tǒng)計(jì)不同飼料喂養(yǎng)海南捕鳥(niǎo)蛛的死亡情況。

1.2.6 蜘蛛毒液蛋白總量的測(cè)定

飼養(yǎng)12個(gè)月后，采用直接咬管法［23］，對(duì)各處理所有蜘蛛進(jìn)行統(tǒng)一取毒，然后用冷凍干燥機(jī)凍干成粉末置于-80℃保存?zhèn)溆?。采用BCA定量分析方法［24］，對(duì)各處理組的海南捕鳥(niǎo)蛛毒液蛋白總量和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS V16.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛成活率的影響

不同飼料喂養(yǎng)對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛成活率的影響結(jié)果見(jiàn)表2。4種飼料喂養(yǎng)海南捕鳥(niǎo)蛛的成活率均在60%以上，其中蟋蟀和蟑螂處理組的成活率顯著高于大麥蟲(chóng)和黃粉蟲(chóng)處理組的成活率，蟋蟀處理組的成活率為（86.67±6.67）%，蟑螂處理組的成活率可達(dá)（93.33±6.67）%。

表2不同飼料種類處理海南捕鳥(niǎo)蛛的成活率

2.2 飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛取食量的影響

由圖1可知，在同一個(gè)月份，海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)4種飼料的取食量存在顯著差異：1月份和2月份，海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)4種飼料種類的取食量差異表現(xiàn)出相同的規(guī)律，均顯示蟋蟀的取食量顯著大于其他處理組（p＜0.05），為0.69 g；但是在3月份，海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)大麥蟲(chóng)的取食量顯著高于其他處理組，為1.50 g。由圖1還知，海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)同一種飼料在不同時(shí)間的取食量變化規(guī)律不同：海南捕鳥(niǎo)蛛在3月份對(duì)大麥蟲(chóng)的取食量顯著高于在1月份和2月份的取食量；在1月份和2月份對(duì)蟋蟀的取食量顯著高于在3月份的取食量；海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)黃粉蟲(chóng)和蟑螂的取食量沒(méi)有隨月份的不同而不同。

2.3 飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛生長(zhǎng)特征的影響

由表3可知，在這3個(gè)月的喂養(yǎng)中，不同飼料種類喂養(yǎng)條件下的海南捕鳥(niǎo)蛛體重、體長(zhǎng)及頭部長(zhǎng)均無(wú)顯著差異；僅腹部長(zhǎng)存在顯著差異，黃粉蟲(chóng)處理組海南捕鳥(niǎo)蛛的腹部長(zhǎng)顯著高于其他處理組，平均每只為（31.84±4.60）mm。

圖1海南捕鳥(niǎo)蛛在同一月份中對(duì)不同飼料種類的取食量

2.4 對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛分泌毒液蛋白含量的影響

由表4結(jié)果可知，不同飼料種類喂養(yǎng)的海南捕鳥(niǎo)蛛分泌毒液的蛋白濃度和總量存在顯著差異。其中，蟋蟀喂養(yǎng)組分泌的毒液蛋白濃度較高，為（32.20±1.15）（μg/μL）/只，蛋白總量最多，為（9 660.00±343.93）μg/只，與黃粉蟲(chóng)及蟑螂處理組的結(jié)果無(wú)顯著差異，但均顯著高于大麥蟲(chóng)處理組，其蛋白濃度是大麥蟲(chóng)處理組的1.8倍，蛋白總量均是大麥蟲(chóng)處理組的1.8倍。

表3不同飼料種類飼養(yǎng)對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛體重和體長(zhǎng)的影響

表4不同飼料種類處理對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛分泌毒液蛋白濃度和總量的差異性分析

3 討論

本研究結(jié)果表明，海南捕鳥(niǎo)蛛喂養(yǎng)蟋蟀和蟑螂，其成活率顯著較高，海南捕鳥(niǎo)蛛對(duì)蟋蟀的取食量顯著較大，但不同飼料種類處理對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛體重、體長(zhǎng)及頭部長(zhǎng)等生長(zhǎng)特征指標(biāo)均無(wú)顯著性差異。朝暾等［25］研究結(jié)果顯示，虎紋捕鳥(niǎo)蛛的死亡率與飼養(yǎng)方法沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)，剔除了由于飼養(yǎng)方法不對(duì)而導(dǎo)致蜘蛛死亡的原因。趙敬釗等［26］研究指出，食物種類的不同可影響貓卷葉蛛繁殖能力。在試驗(yàn)的4種食物中，搖蚊是貓卷葉蛛的最佳食物，蚜蟲(chóng)最差。這與它的生活習(xí)性是相適應(yīng)的。在自然界中，貓卷葉蛛多在植物的頂端張結(jié)小網(wǎng)，以網(wǎng)捕食蚊類及其它會(huì)飛的小型昆蟲(chóng)為食。從而在長(zhǎng)期進(jìn)化歷史中形成對(duì)蚊蟲(chóng)食物的適應(yīng)。

目前，關(guān)于活體飼料種類對(duì)海南捕鳥(niǎo)蛛取食量和個(gè)體發(fā)育的影響未見(jiàn)報(bào)道。本研究中，海南捕鳥(niǎo)蛛不同活體飼料種類表現(xiàn)出的取食和生長(zhǎng)差異或與其自身的生長(zhǎng)節(jié)律和野外食物適應(yīng)性有關(guān)，具體原因還需進(jìn)一步探究。從虎紋捕鳥(niǎo)蛛來(lái)看，其在野外多食蟋蟀、蝗蟲(chóng)等直翅目昆蟲(chóng)［27］，根據(jù)筆者團(tuán)隊(duì)的野外調(diào)查結(jié)果［28］，可知海南捕鳥(niǎo)蛛的食譜與之差異不大，這種取食習(xí)性可能是蟋蟀飼料總體效果最佳的原因之一。

蟋蟀喂養(yǎng)的海南捕鳥(niǎo)蛛蛋白濃度較高和蛋白總量較多，但與黃粉蟲(chóng)和蟑螂喂養(yǎng)的沒(méi)有顯著性差異，這可能與毒液分泌量的采集方法及蜘蛛的活力有關(guān)，蟋蟀喂養(yǎng)的海南捕鳥(niǎo)蛛更有活力，如采用直接咬管法進(jìn)行毒液采集，采得的蛋白濃度和總量可能相對(duì)較高，但此僅為操作層面的原因，對(duì)于不同飼料喂養(yǎng)條件下海南捕鳥(niǎo)蛛毒液分泌液蛋白濃度和總量發(fā)生變化的機(jī)理還需要做進(jìn)一步分析。

進(jìn)行室內(nèi)人工飼養(yǎng)，保證其成活率是首要解決的問(wèn)題，毒液提取是人工飼養(yǎng)海南捕鳥(niǎo)蛛的主要目的，綜合考慮，建議使用蟋蟀喂養(yǎng)，既可保證其成活率，又有助于提高其毒液分泌量，但是這個(gè)結(jié)果是在針對(duì)單獨(dú)喂養(yǎng)一種食物的試驗(yàn)基礎(chǔ)上得出，蟋蟀喂養(yǎng)原理和機(jī)制及海南捕鳥(niǎo)蛛產(chǎn)毒量與食物的相關(guān)性還需做進(jìn)一步的研究。