摘要: 【目的】特种果树爱玉子Ficus pumila var.awkeotsang依赖榕小蜂传粉方能结实。本研究旨在了解爱玉子榕小蜂Wiebesia sp. nr.pumilae及其虫瘿发育动态,为榕小蜂发育生物学研究奠定基础。【方法】通过人工放蜂-标记-定期采样-显微镜和电镜观测的方法,观察爱玉子榕小蜂-虫瘿协同发育过程以及爱玉子榕小蜂在虫瘿内的营养来源和位置变化,测定了爱玉子榕小蜂体长与虫瘿直径的发育动态,比较了冬季和夏季爱玉子榕小蜂的发育历期。【结果】幼期爱玉子榕小蜂发育分为卵期、幼虫期和蛹期。幼虫分为5龄,无法分辨雌雄;蛹分为初期蛹、中期蛹和成熟蛹,雌雄蛹异形分化,雄蛹发育早于雌蛹1.34 d。虫瘿由表皮层、保护层、内皮层、营养层组成。表皮层和内皮层均胶质化,富含水分,为小蜂提供良好的湿度保障;保护层是虫瘿壳的骨架,具有保护幼虫的作用;营养层分泌营养液供幼虫吸食。与瘦果结构比较表明,小蜂造瘿改变了壳的形态,增厚了保护层,并使营养层具备向榕小蜂幼虫输送营养液的功能。幼期小蜂在虫瘿内的位置呈规律性变化。小蜂幼虫体长与虫瘿直径协同增长,但虫瘿增长先于幼虫,为幼虫发育提供了充足的生长空间。小蜂发育进入蛹期后体长不再增长,而虫瘿在4龄幼虫期后停止生长。在福建地区爱玉子榕小蜂一年2代,冬、夏季爱玉子榕小蜂世代历期分别为253和112 d,冬季世代各阶段发育历期均比夏季世代长,尤其冬季5龄幼虫期比夏季的延长了66 d,冬季以5龄幼虫越冬,延长了进食期有利越冬。【结论】研究结果明确了幼期爱玉子榕小蜂与虫瘿间的营养联结与协同发育动态,为榕树-榕小蜂协同进化研究提供理论依据。

摘要: 【目的】榕树与传粉榕小蜂体系是协同进化、专性传粉的经典系统,每种榕树上一般还生活有种类丰富、数目众多的非传粉榕小蜂。在选择压力下,榕小蜂为在榕果内生存产生了明显的适应性形态。触角感受器是昆虫通讯系统的单元,其形态是反映生态和进化适应性的最佳特征之一。本文旨在对中国部分传粉和非传粉榕小蜂的触角感受器的形态多样性和进化适应性进行系统研究。【方法】对来源于海南和云南15种榕树上24种榕小蜂54个型的触角感受器形态进行了扫描电镜观察,基于现有的分子系统发育树,对传粉榕小蜂触角感受器的形态特征进行了性状演化分析,并对榕小蜂的形态特征进行了进化适应性分析。【结果】榕小蜂触角感受器普遍存在雌雄二型现象。雌蜂触角感受器种类有毛状、锥状、板状、刺状、钟形、腔锥状和栓锥状等,数目丰富,并且进果产卵的传粉雌蜂和果外产卵的非传粉雌蜂之间、进果产卵的传粉雌蜂和进果产卵的非传粉雌蜂之间在形态上存在差异。传粉雄蜂和不具有雄性多型现象的非传粉雄蜂触角感受器极为退化,具有雄性多型的非传粉雄蜂触角感受器形态在种内不具有显著差异。性状演化分析表明进化路径相当复杂,可能存在多次独立进化过程。触角感受器的形态类型与其进化适应性相关。【结论】榕小蜂触角感受器类型多样,形态变化丰富,并为适应榕果内的生存而产生了进化适应性特点。雌蜂和雄蜂在榕果内受到了完全不同的选择压力,行使不同的生态功能,从而产生了不同的适应性形态。不同的适应性形态可能与雌蜂不同的产卵行为、雄蜂不同的交配策略具有一定联系。该文是首次对中国榕小蜂触角感受器形态进行系统研究的报道,有助于更好地理解榕小蜂的形态特征、进化路线、行为策略和生态关系。

摘要: 【目的】对性比的研究有助于我们理解自然界生物的选择压力及其所产生的原因和结果,榕树和榕小蜂之间的互惠共生关系以及生物学和生态学特性使其成为研究性比和局域配偶竞争模型(local mate competition)的理想材料。本研究旨在探明榕小蜂性比调节和进化机制。【方法】对分布于西双版纳地区的鸡嗉子榕Ficus semicordata进行了人工控制性放蜂实验。测定了母代雌蜂数量及其进果时间间隔、非传粉小蜂Sycoscapter trifemmensis数量对传粉榕小蜂Ceratosolen gravelyi后代数量(成蜂数量)和性比的影响,并分析了小蜂后代数量和性比的相关性。【结果】在榕果发育期一致的前提下,随着母代雌蜂数量的增加,每头雌蜂的平均后代数量明显下降(P<0.001),后代性比显著升高(P<0.001),后代数量和性比呈显著负相关(P<0.05);随着雌蜂进果间隔的延长,后代数量亦呈现下降趋势,且性比增大,放2头雌蜂和3头雌蜂的处理呈同样趋势,但差异均不显著(P=0.87;P=0.49),小蜂后代数量与性比无显著相关性(P=0.86)。此外,非传粉小蜂数量与传粉小蜂后代数量呈显著负相关(P<0.001),与传粉小蜂性比呈正相关(P<0.001),小蜂后代数量和性比同样呈现显著负相关(P<0.001)。【结论】本实验模拟了自然界中榕-蜂的相互作用,所得结果有助于我们理解自然状态下榕小蜂性比调节模式和机制,以及榕-蜂互利共生系统的进化机制。

摘要: 线粒体假基因(nuclear mitochondrial pseudogenes,NUMTs)是指由生物体的线粒体基因组转移至核基因组内的DNA片段。由于其独立进化的特点,NUMTs在用于系统发育分析时是一把双刃剑。我们用基于PCR扩增的方法研究了对叶榕Ficus hispida上两姐妹种榕小蜂Philotrypesis pilosa和Philotrypesis sp.中起源于线粒体Nad1-12S片段的NUMTs。该两姐妹种榕小蜂由同域物种形成过程产生,它们生活在同一生态环境里(即同一榕果内),因此可以用作很好的模型来研究在相同生态环境里物种的行为学及遗传学细微差异的进化。这些深入研究都依赖于对两个物种分化时间的正确估算。通过对所获取的NUMTs进行进化分析,我们发现:1)这些NUMTs都是最近引入核基因组事件;2)NUMTs引入事件发生在物种分化之前。由于这些NUMTs引入核内时间尚短,其碱基替换速率与线粒体基因相似,而节肢动物线粒体基因的平均碱基替换速率约为2.3×10-8替换/位点·年。根据这些进化历史特征可帮助我们将这两个姐妹种榕小蜂的分化时间追溯至0.40-0.48百万年以前。结果提示,一些线粒体假基因可以很好的用作分子化石来推断一些重要进化事件如物种形成。

摘要: 为探索木瓜榕传粉榕小蜂Ceratosolen emarginatus寄主定位机制,应用扫描电镜和透射电镜观察了其雌蜂触角感器的类型、分布和超微形态。结果显示:木瓜榕传粉榕小蜂雌蜂触角呈膝状,由柄节、梗节和11个鞭小节组成的鞭节组成,第3鞭小节着生一坚固的脊骨突。触角上共发现7类11种感器,分别为毛形感器、刺形感器、锥形感器(包括单孔形和多孔形)、多孔板形感器(包括长形和圆形)、腔锥形感器(分为3种类型)、栓锥形乳突状感器、角锥形感器。结合表面特征和内部结构,锥形感器、多孔板形感器、栓锥形乳突状感器和腔锥形感器类型1为有孔型,为化学感器;无孔型的毛形感器和刺形感器是机械感器,但腔锥形感器类型2和3为本体感器或湿热压力感器;最为特异的为角锥形感器,其厚壁无孔,逆向触角主轴,为该科昆虫所特有,推测可防止传粉榕小蜂进入榕果时滑脱。这些结果将有助于理解木瓜榕传粉榕小蜂特异性行为,并为下一步开展电生理研究,揭示其信息化学物质利用和分配模式奠定基础。