昆蟲的性信息素求偶行為

楊紅珍 李湘濤

(北京自然博物館 100050)

昆蟲是地球上種類最多、數(shù)量最大、分布最廣、生活環(huán)境最多樣化的一群生物。昆蟲的求偶行為方式多樣化，也是昆蟲繁盛的重要原因之一。

1 昆蟲的求偶行為

昆蟲求偶行為的形式是多種多樣的，這種行為非常引人注目，常常涉及一些奇特的動(dòng)作、復(fù)雜的聲音等。到目前為止，人類發(fā)現(xiàn)的昆蟲的求偶行為有：利用性信息素求偶(蛾類、蟑螂等)、跳舞求偶(蝴蝶)、鳴曲行為(蟈蟈、蟋蟀、蟬等)、打鼓求偶(石蠅)、閃光求偶(螢火蟲)、以禮物求偶(舞虻、蚊蝎蛉)、決斗求偶(鍬甲、獨(dú)角仙)等[1]。通過(guò)雄性昆蟲的求偶炫耀和爭(zhēng)斗，雌性昆蟲可從中挑選活力旺盛的個(gè)體作配偶，給后代留下優(yōu)良的遺傳基因，使后代具有更強(qiáng)的生命力。所以求偶行為對(duì)維持昆蟲種群的生存和繁衍有著十分重要的意義。

2 昆蟲的性信息素求偶行為

性信息素求偶是昆蟲求偶行為中最常見(jiàn)的方式，鱗翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目及蜚蠊目中的部分昆蟲都可以通過(guò)釋放性信息素來(lái)求偶。有些昆蟲的性信息素是由雌蟲釋放來(lái)引誘雄蟲，也有些昆蟲是由雄蟲釋放以引誘雌蟲，還有少數(shù)昆蟲雌雄兩性都分泌性信息素以相互吸引。以鱗翅目蛾類為例，當(dāng)它們性成熟后，雌蛾腹部就會(huì)釋放性信息素，向四周不斷擴(kuò)散，其擴(kuò)散的距離在幾米、幾十米、上百米，甚至可達(dá)10～15 km之遠(yuǎn)。雄蛾的觸角上具有嗅覺(jué)感受器，可以感受到這種信息素，然后沿著散發(fā)這種信息素的方向找到雌蛾進(jìn)行交尾。

2.1 昆蟲的化學(xué)通訊系統(tǒng) 采用性信息素求偶的昆蟲形成了一套特殊的化學(xué)通訊系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是由信息素釋放器、傳播信息素的介質(zhì)和接收信息素分子的器官所組成，分別稱之為釋放系統(tǒng)、傳遞系統(tǒng)和接收系統(tǒng)。昆蟲性信息素是由特有的腺體或特化的細(xì)胞產(chǎn)生的，其腺體存在的部位及形態(tài)也隨昆蟲種類的不同而異，在腹部、胸部、頭部、腿部或翅等部位都可產(chǎn)生。昆蟲性信息素的傳遞主要是通過(guò)空氣的流動(dòng)，即依靠風(fēng)力的作用，由上風(fēng)處傳到下風(fēng)處，在擴(kuò)散過(guò)程中形成一定的濃度梯度(性信息素帶)，接受信號(hào)的個(gè)體會(huì)隨此濃度梯度逆向移動(dòng)或飛行，直至定向到達(dá)性信息素釋放處。昆蟲性信息素的接收系統(tǒng)是昆蟲的觸角或感覺(jué)毛，通過(guò)其產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，做出定向飛行、振翅和交尾等各種行為反應(yīng)[2]。

2.2 性信息素具有種的特異性 不同種類的昆蟲具有不同的性信息素結(jié)合蛋白，從而導(dǎo)致昆蟲性信息素有很強(qiáng)的專一性。一種昆蟲釋放的性信息素，不會(huì)讓另一種昆蟲的異性產(chǎn)生交尾反應(yīng)，即使近緣種也是如此。例如，歐洲玉米螟(Ostrinianubilalis)和亞洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)在外部形態(tài)上幾乎難以區(qū)分，但在性信息素的結(jié)構(gòu)上，前者為順-或反-11-十四烯醇乙酸酯，后者為順-或反-12-十四烯醇乙酸酯，差異十分明顯。根據(jù)兩者性信息素的不同，人類也很容易對(duì)其進(jìn)行種類識(shí)別[3]。

3 性信息素的應(yīng)用

1959年，Butenandt等人最先鑒定出第一個(gè)昆蟲性信息素——蠶醇(bombykol)，此后幾十年來(lái)，研究人員不斷地進(jìn)行提取、鑒定并合成性信息素。近年來(lái)，昆蟲性信息素在害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治上受到人們的廣泛關(guān)注。

3.1 蟲情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 昆蟲羽化之后，往往就開(kāi)始尋找配偶交配。而通過(guò)人工合成雌蟲性信息素引誘異性，可監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)害蟲的發(fā)生期、發(fā)生量以及分布區(qū)域等，從而估計(jì)害蟲為害的面積和控制適期。由于昆蟲性信息素具有活性好、專一性強(qiáng)、持效期長(zhǎng)、誘蟲量大、不殺傷天敵等特點(diǎn)，可以靈敏地監(jiān)測(cè)害蟲的發(fā)生、遷入或羽化時(shí)間[4]。

3.2 害蟲防治 利用性信息素進(jìn)行害蟲防治主要包括誘殺法和迷向法：①誘殺法是指在田間設(shè)置大量性信息素誘捕器，殺死雄蛾，造成雌雄比例失調(diào)，從而減少昆蟲交配概率，達(dá)到防治害蟲的目的；②迷向法也叫交配干擾法。在害蟲交尾場(chǎng)所釋放大量性信息素，使其均勻分布在田間，令雄蟲喪失對(duì)雌蟲的定向能力，破壞雌雄蟲交尾的信息聯(lián)系，因而不能完成交配，使下一代種群密度降低[5]。