一項(xiàng)由中國(guó)和澳大利亞科學(xué)家剛完成的研究揭示：煙粉虱的交配行為能幫助其入侵土著煙粉虱種群的領(lǐng)地,，將危害性不大的土著煙粉虱滅絕并予以取代。描述這些研究和發(fā)現(xiàn)的論文發(fā)表于2007年11月8日《科學(xué)》雜志的電子版“科學(xué)特快”欄目,。
煙粉虱是世界上危害最大的入侵物種之一,，在入侵過(guò)程中對(duì)中國(guó)以及其他多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的許多農(nóng)作物造成毀滅性危害。這項(xiàng)研究顯示,，行為機(jī)制在動(dòng)物入侵中能起關(guān)鍵作用,。了解入侵過(guò)程對(duì)害蟲管理很重要，因?yàn)檫@能幫助研究人員就外來(lái)害蟲入侵以及取代土著近緣生物的范圍和速度作出準(zhǔn)確預(yù)警,。研究人員的報(bào)告說(shuō),，煙粉虱的成功至少部分是因?yàn)樗鼈兣c土著煙粉虱共存后，繁殖速度更快,，同時(shí)還抑制土著煙粉虱的繁殖率,。文章第一作者、浙江大學(xué)教授劉樹(shù)生說(shuō)：“我們文章中報(bào)道的這一入侵害蟲目前正給中國(guó)的農(nóng)業(yè)和環(huán)境造成很嚴(yán)重的破壞。由于中國(guó)的農(nóng)業(yè)比許多發(fā)達(dá)國(guó)家更脆弱,，我預(yù)計(jì)其帶來(lái)的損害會(huì)更嚴(yán)重,，而且會(huì)持續(xù)多年。”
為了監(jiān)測(cè)B型煙粉虱的行為,，在這一害蟲入侵和取代兩個(gè)地區(qū)的土著煙粉虱的過(guò)程中,，劉樹(shù)生博士和他的同事分別于2004年到2006年間在中國(guó)浙江，以及1995年到2005年在澳大利亞昆士蘭對(duì)煙粉虱種群進(jìn)行了野外系統(tǒng)采樣調(diào)查,。他們還進(jìn)行了種群實(shí)驗(yàn)研究,，用籠罩植物的方法模擬取代過(guò)程，而且他們?cè)O(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的錄像系統(tǒng)來(lái)觀察和分析昆蟲的活動(dòng),，以及在植物上外來(lái)煙粉虱和土著煙粉虱之間的交配相互作用,。
文章作者發(fā)現(xiàn)了被他們稱為入侵煙粉虱和土著煙粉虱之間的“非對(duì)稱交配互作”：當(dāng)與土著煙粉虱共存時(shí)，B型煙粉虱雌成蟲與雄成蟲之間的交配更頻繁,，卵子受精率提高,，產(chǎn)下更多的雌性后代。而且,，盡管B型煙粉虱雄蟲不與土著煙粉虱雌蟲交配,，但是它們向土著煙粉虱雌蟲求愛(ài)，干擾了土著煙粉虱雄雌性之間的交配,。
煙粉虱(Bemisia tabaci)是世界上危害最大的入侵物種之一,，在入侵過(guò)程中對(duì)中國(guó)以及其他多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的許多農(nóng)作物造成毀滅性危害。一項(xiàng)在中國(guó)和澳大利亞完成的研究揭示,，這一害蟲的交配行為能幫助其入侵土著煙粉虱種群的領(lǐng)地,，將危害性不大的土著煙粉虱滅絕并予以取代。
研究人員報(bào)告說(shuō),，煙粉虱的成功至少部分因?yàn)樗鼈兣c土著煙粉虱共存后,，繁殖速度更快，它們同時(shí)還抑制土著煙粉虱的繁殖率,。
這項(xiàng)研究顯示,，行為機(jī)制在動(dòng)物入侵中起到了關(guān)鍵作用。了解入侵過(guò)程對(duì)害蟲管理很重要,，因?yàn)檫@能幫助研究人員就外來(lái)害蟲入侵以及取代土著近緣生物的范圍和速度作出準(zhǔn)確預(yù)警。
煙粉虱包括許多不同的遺傳群或“生物型”,。B型煙粉虱可能起源于地中海—小亞細(xì)亞地區(qū),，并且傳播到世界大多數(shù)地方，被認(rèn)為是世界上危害性最大的農(nóng)業(yè)害蟲,。伴隨觀賞性植物和其他植物的運(yùn)輸,，該害蟲在上世紀(jì)90年代初期入侵到澳大利亞，90年代中期入侵到中國(guó)。它通過(guò)取食植物汁液和傳播病毒危害多種農(nóng)作物,。
文章第一作者,、中國(guó)杭州市浙江大學(xué)的劉樹(shù)生說(shuō)：“我們文章中報(bào)道的這一入侵害蟲目前正給中國(guó)的農(nóng)業(yè)和環(huán)境造成很嚴(yán)重的破壞。由于中國(guó)的農(nóng)業(yè)比許多發(fā)達(dá)國(guó)家更脆弱,，我預(yù)計(jì)其帶來(lái)的損害會(huì)更嚴(yán)重,，而且會(huì)持續(xù)多年。我們剛做了3天的大田調(diào)查,，便很痛心地看到由于這個(gè)害蟲以及它傳播的病毒的危害,，有些種植西紅柿的菜農(nóng)很可能面臨絕收。”
為了監(jiān)測(cè)B型煙粉虱的行為,，在這一害蟲入侵和取代兩個(gè)地區(qū)的土著煙粉虱的過(guò)程中,，劉樹(shù)生和他的同事分別于2004年到2006年在中國(guó)，以及1995年到2005年在澳大利亞,，對(duì)煙粉虱種群進(jìn)行了野外系統(tǒng)采樣調(diào)查,。
他們還進(jìn)行了種群實(shí)驗(yàn)研究，用籠罩植物的方法模擬取代過(guò)程,，而且他們?cè)O(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的錄像系統(tǒng)來(lái)觀察和分析昆蟲的運(yùn)動(dòng),，以及外來(lái)煙粉虱和土著煙粉虱之間的交配互相作用。
文章作者發(fā)現(xiàn)了被他們稱為入侵煙粉虱和土著煙粉虱之間的“非對(duì)稱交配互作”：當(dāng)與土著煙粉虱共存時(shí),，B型煙粉虱雌成蟲與雄成蟲之間的交配更頻繁,，卵子受精率提高，產(chǎn)下更多的雌性后代,。而且,，盡管B型煙粉虱雄蟲不與土著煙粉虱雌蟲交配，但是它們向土著煙粉虱雌蟲求愛(ài),，干擾了土著煙粉虱雄雌性之間的交配,。
這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表于11月8日的《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版。（科技日?qǐng)?bào)）
原始出處:
Published Online November 8, 2007
Science DOI: 10.1126/science.1149887
Submitted on August 29, 2007
Accepted on October 11, 2007
Asymmetric Mating Interactions Drive Widespread Invasion and Displacement in a Whitefly
Shu-Sheng Liu 1*, P. J. De Barro 2, Jing Xu 1, Jun-Bo Luan 1, Lian-Sheng Zang 1, Yong-Ming Ruan 1, Fang-Hao Wan 3
1 Institute of Insect Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China.
2 CSIRO Entomology, 120 Meiers Road, Indooropilly, Queensland 4068, Australia.
3 Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China.
* To whom correspondence should be addressed.
Shu-Sheng Liu , E-mail: [email protected]
The role of behavioural mechanisms in animal invasions is poorly understood. Here we show that asymmetric mating interactions between closely-related but previously allopatric genetic groups of the whitefly Bemisia tabaci, a haplodiploid species, have been a driving force contributing to widespread invasion and displacement by alien populations. We conducted long-term field surveys, caged population experiments and detailed behavioural observations in Zhejiang, China and Queensland, Australia to investigate the invasion process and underlying behavioural mechanisms. We found that the invader increased frequency of copulation and consequently production of female progeny and at the same time reduced copulation and female production in the indigenous genetic groups during invasion and displacement. Such asymmetric mating interactions may be critical to determining the capacity of a haplodiploid invader and consequences for its closely-related indigenous organisms.
