黑腹胃蠅三齡幼蟲形態學和成蟲行為方式研究

劉善輝，胡德夫，初紅軍，曹 杰，曹玉成，李 凱

（1.北京林業大學生物科學與技術學院，北京100083；2.新疆阿勒泰市解放南路地區林業局，新疆 阿勒泰836599；3.新疆野馬繁殖研究中心，新疆 烏魯木齊830000；4.內蒙古赤峰市克什克騰旗樺木溝林場，新疆 赤峰025366）

馬胃蠅屬于節肢動物門（Arthropod）雙翅目（Diptera）環裂亞目（Cyclorrhapha）胃蠅科（Gastrophilidae）胃蠅屬（Gasterophilus）的專性寄生蠅類。其幼蟲在馬科動物消化道不同部位寄生，包括口腔、齒齦、舌、咽喉粘膜、胃、十二指腸和直腸，但主要寄生在胃內，寄生時間大約持續10個月［1-2］，易造成胃潰爛、腸阻塞、貧血、腹瀉和消化呼吸方面問題，嚴重的可引起死亡［3］。全世界已知的馬胃蠅共有9種［1］，除了南方胃蠅 （G.meridionalis）、扁腹胃蠅（G.lativentris）、三列棘胃蠅（G.ternicinctus），其他6種［黑腹胃蠅（G.pecorum）、腸胃蠅（G.intestinalis）、裸節胃蠅（G.inermis）、黑角胃蠅（G.nigricornis）、紅尾胃蠅（G.haemorrhoidalis）和鼻胃蠅（G.nasalis）］在我國均有分布［4-5］。因此，對于其幼蟲尤其是3齡幼蟲的研究顯得尤為重要，但國內外這方面研究較少，僅國外研究者［6］對鼻胃蠅的形態特征進行過研究。同時，由于成蠅生活期很短和野外觀察條件限制，在自然環境中對于成蟲行為報道的也較少，只有對腸胃蠅（G.intestinalis）［7-10］在這方面作了研究。

黑腹胃蠅作為新疆卡拉麥里地區感染馬科動物的優勢種群，其生活史的研究對于該地區疫源疫病檢測和防控起著至關重要的作用。為此，本研究擬從馬屬動物自然或藥物驅蟲排出的糞便中獲得黑腹胃蠅3齡幼蟲對其3齡幼蟲體長、體寬、體質量、化蛹期、羽化期、成蠅的存活期等進行觀測，并完善成蠅野外生活習性特征的信息，以填補這一領域的空白。

1 材料與方法

1.1 材料來源 以中國新疆卡拉麥里自然保護區內放歸野馬及其同域生活的家馬和蒙古野驢作為研究對象。以這些馬科動物體內寄生蟲為研究材料，材料主要從口服伊維菌素后的馬科動物糞便中獲取。伊維菌素由北京萬豐藥業有限公司生產，獸藥GMP證書號為（2006）獸藥GMP證字278號；生產許可證編號為（2006）獸藥生產證字01021。即在一個旋轉系統中，將伊維菌素以0.1g·kg-1劑量混入玉米（Zeamays）飼料中拌勻后對試驗馬匹進行投喂，然后將5匹野馬保持穩定（被圍欄圈養）5d，每天收集3次糞便，早、中、晚各一次，每次收集均使用塑料袋按標號收集，在2009年2月和2010年2月各進行一次。其余幼蟲均來自馬科動物自然排出的糞便和屠宰馬匹尸檢消化道中。

1.2 試驗方法

1.2.1 3齡幼蟲形態學特征及蟲種鑒定 黑腹胃蠅3齡幼蟲典型的特征就是偽頭小齒的排布，由3組小齒組成，2組位于后面，1組位于口鉤中間（圖1a）；體節成排的棘刺在背部第7和第8中間中斷，第9體節僅僅有少量棘刺存在，第3體節棘刺單排，中間不斷開。采集到的幼蟲經磷酸緩沖液或者0.1%生理鹽水清洗后，借助于胃蠅屬3齡幼蟲檢索表和文獻描述［1］，利用最大放大倍數10～40倍的解剖鏡（萊卡MZ75）對其幼蟲棘刺、口鉤等特征進行鑒定，鑒定完畢后使用100%乙醇保存。

圖1 黑腹胃蠅偽頭中間小齒狀結構Fig.1 Central denticles on the pseudocephalon of Gasterophilus pecorum

1.2.2 試驗室孵化 將從糞便中獲得的黑腹胃蠅3齡幼蟲體長、體寬通過精度為0.02mm的游標卡尺進行測量；體質量使用精度為0.001g的電子天秤進行稱量。然后將每個個體放入透明的圓柱形塑料杯子中，杯底覆蓋弄濕的沙土和糞便以及濾網，然后使用帶孔紗布密封直到成蠅的出現。期間按照早、中、晚各2h對每一個杯子進行觀察。對幼蟲化蛹、羽化時間及成蠅性別和行為等信息都進行詳細記錄。成蠅一旦羽化，立即轉移入長0.2m、寬0.2 m、高0.5m，事先已放置少量馬毛和糞便的透明塑料圓筒內，隨后使用DV機錄像觀察。

1.2.3 野外觀察 黑腹胃蠅成蠅主要特征是缺少橫翅脈邊緣，略帶褐色的翅膀覆蓋整個雌性隔膜。雄性的胸部是黑棕色，頭部和腹部是黃棕色，整個身體被黃色毛發覆蓋，但中間或多或少的有少量黑毛發縫合，并且黑色或者棕色的毛發也出現在小盾板上；雌性較雄性體色更黑，特別是腹部是黑棕色，有少量稀疏的黃色毛發著生。雄性和雌性腿都是黃色，體長11～16mm（圖2）。

圖2 黑腹胃蠅［1］Fig.2 Gasterophilus pecorums ［1］

每天在野馬生活的場所采用網捕法將視野可見的蠅類進行捕捉，然后根據資料記載進行鑒定［1］，以確定周圍是否存在馬胃蠅。對馬生活環境中的雜草進行檢查，以確定是否有卵粘附，一旦發現卵立即剝落下來，這有利于第2天出現的新卵能夠被及時發現，以防止與前1d產的卵混淆。馬胃蠅卵的外形特征如圖3所示。

圖3 馬胃蠅卵形態［1］Fig.3 The eggs of Gasterophilus［1］

2 結果與討論

2.1 3齡幼蟲形態學特征 本研究共收集到1 208只馬胃蠅幼蟲，其中黑腹胃蠅3齡幼蟲920只，2齡幼蟲163只；紅尾胃蠅3齡幼蟲58只，2齡幼蟲67只。經測定，黑腹胃蠅3齡幼蟲體質量為100～420mg，98.9%個體的體質量分布在120～360mg，其中47.4%的個體體質量在200～260 mg，平均體質量為239mg。Klem等［11］從尸檢所得的3齡幼蟲中（包括蛹前階段），鼻胃蠅體質量范圍為30～310mg，這一數據較本研究所得到黑腹胃蠅體質量略低。本研究中黑腹胃蠅所有3齡幼蟲最終成為成蠅的個體體質量為110～130mg。然而，智利研究者從自然排出的幼蟲當中測得成為成蠅的個體體質量范圍為130～165mg，平均體質量為145 mg［10］，明顯高于本研究所得數據。黑腹胃蠅成熟3齡幼蟲體長范圍為9～21mm，平均為13.2mm；體寬范圍為2～10mm，平均為5.1mm。這與Zumpt［1］描述的黑腹胃蠅的體長為20mm的結果很吻合。

黑腹胃蠅3齡幼蟲共化蛹35個，化蛹期范圍為13～27d，平均為19d；在第18-20天是一個高峰期，共15個化蛹，占總化蛹數的42.86%；巔峰時期在第19天，占總共化蛹數的17.1%。阿根廷研究者觀測到的鼻胃蠅化蛹期在30～40d［12］，然而鼻胃蠅化蛹期較黑腹胃蠅偏長；美國研究者在室溫條件下研究發現，鼻胃蠅最短化蛹期是20d［7］；另一位美國研究者則觀察到鼻胃蠅化蛹期為14～28d［13］；南里奧格蘭德州研究者觀察到鼻胃蠅化蛹期為23～28d［14］。

本研究共觀察到有17個（48.57%）黑腹胃蠅個體羽化出現，羽化期為15～27d，最多（29.4%）的發生在第21天。這一結果與美國研究者對鼻胃蠅觀察相似，其羽化共得到56個鼻胃蠅成蠅，羽化期為15～25d，較高頻率（8／56）發生在第20天，雌雄比例為3∶1［15］。

成蠅存活期為2～8d，最高的（58.82%）在第4-6天。在這些羽化的成蠅當中有88.24%是雌性，11.76%是雄性，雌雄性別比例為7.5∶1。考慮雌性和雄性的差異，雄蠅的生命跨度為1～7d，在第5天有很高的存活率；雌蠅的存活期為1～9d，在第6天存活率較高。

2.2 成蟲行為方式研究

2.2.1 尋找寄主和交配行為 成蠅出現的時期僅在一年當中的很少幾個月中，它們之間的相遇是偶然的，很大程度上是依靠機會，為了增加見到異性的機會，它們趨向于暫時集中于某一空間［1］。本研究發現，在成蠅出現之后，以一種狂熱的方式尋找同伴，當一個成蠅和另一個成蠅出現在非常接近的距離的時候，它們能夠很容易地發現彼此，從而以摔跤式方式進行碰撞。交配不僅僅只發生在馬的周圍，在馬存在的牧場周圍環境中也可能存在［16-17］。原因是成蠅為了減少自身能量供應，交配行為可以在糞堆上迅速發生，否則其必須飛到另外一個地點進行交配［18］。在本研究的幾個場合（馬匹周圍、馬糞便周圍、水源地旁邊、雜草堆、標本盒），僅在馬匹周圍捕獲了少量黑角胃蠅成蠅，但并沒有發現其他種馬胃蠅成蠅及其交配和產卵行為，其主要原因可能與當地物種多樣性和復雜的生態系統及氣候變暖有關［19-20］。成蠅在交配以后開始尋找寄主，沒有交配的雌蠅沒有產卵的跡象，一旦交配就立即開始準備在馬身上產卵［7］。當食物、交配等一些生理上的要求因素誘導時成蠅行為會變得活躍，可能表現得很有目的性［8］。

2.2.2 卵的調查 在放置成蠅的標本盒中，本研究觀察到了黑腹胃蠅雌蠅有疑似交配的行為，并于次日產下黑色的卵。卵端部有類似植物根莖的穗狀結構，通過這一結構牢牢地固定在附著物上（圖4a）。同時在同域生活的家馬體表發現了鼻胃蠅和腸胃蠅的卵，鼻胃蠅的卵呈橢圓形，腹面存在一種長條狀結構，幾乎整個卵的腹面都依靠此結構粘附在馬毛上（圖4b）；腸胃蠅的卵呈楔形，只有一半腹面粘附在馬毛上（圖4c）。

圖4 黑腹胃蠅的卵（a）、鼻胃蠅的卵（b）和腸胃蠅的卵（c）Fig.4 The eggs of Gasterophilus pecorum （a），G .nasalis （b）and G .intestinalis （c）

胃蠅屬昆蟲對于馬的顏色沒有明顯的偏愛和吸引［21］。然而，本研究發現深顏色的馬較淺顏色的更容易受到胃蠅的偏愛，因為觀測到的腸胃蠅和鼻胃蠅的卵均是在顏色較深的馬匹上發現的。這一觀點也得到了研究者的證實［22］。

雌性腸胃蠅在馬體表產卵部位多于胃蠅屬其他種類，計算產卵數量已經被用來確定哪些部位是馬胃蠅最易產卵區域的方法之一［8，22-23］。在早期的工作中，前腿內側一直是馬胃蠅產卵的偏愛場所［24-25］。本研究過程中也證實了這一觀點。

腸胃蠅間歇性的從一匹馬飛向另一匹馬的行為被認為需要分散產卵，其產卵量高于同屬的其他物種，并且是獨一無二的產卵在植物上的物種［4］，這與其他研究者［1，26］觀點不同，他們認為產卵在植物上的物種是黑腹胃蠅，腸胃蠅產卵地點是在馬體表面。俄國研究者［27］報道了黑腹胃蠅僅僅需要1 300～2 400個卵就能夠感染整個牧場，從而進一步證明了黑腹胃蠅產卵地點是在植物上，而不是像腸胃蠅、鼻胃蠅等產在宿主體表。本研究在馬科動物活動區域前后選取30匹家馬和200個樣方（10m×10m）數量的植被作為研究對象，對其是否著生黑腹胃蠅卵進行了詳細檢查，結果均未發現黑腹胃蠅卵的存在。究其原因可能與當地地理環境和寄主不同有關。馬胃蠅這種分散產卵行為，實際是一種協同進化的適應性行為，可以為幼蟲取得一個合適的寄主提供更好的機會，減少子孫后代因為失去一個寄主就面臨最終死亡的幾率。

2.2.3 梳理行為 在被糞便和草環繞而且有部分沙土的塑料透明杯子中，48.57%的蛹孵化成功。黑腹胃蠅破蛹而出后，需要5～10min充分舒展前翅，然后進行振翅發出類似飛機起飛前發動機的聲響。腸胃蠅也會出現類似的情況［17］。梳理行為是昆蟲維持體表潔凈與外界進行信息交流，并完成運動、取食、呼吸等生理機能的必要前提。普遍存在于昆蟲、鳥類和哺乳類等各種動物［28］，具有重要的生理意義以及社會功能［29］。本研究中也觀察到黑腹胃蠅具有明顯的梳理行為，表現在使用前足和后足作為梳理的執行器官，梳理翅膀、頭部、口器、腹部，原因是在這些部位上分布著重要的感覺器官。

致謝：感謝新疆阿勒泰恰庫爾圖保護站在采樣過程中給予的大力支持與配合。

［1］Zumpt F.Myiasis in Man and Animals in the Old World［M］.London：Butterworths，1965：267.

［2］Otranto D，Milillo P，Capelli G，etal.Species composition ofGasterophilusspp.（Diptera，Oestridae）causing equine gastric myiasis in southern Italy：Parasite biodiversity and risks for extinction［J］.Veterinary Parasitology，2005，133：111-118.

［3］Sequeira J L，Tostes R A，Sequeira T C.Prevalence and macro and microscopic lesions produced byGasterophilus nasalis（Diptera：Oestridae）in the Botucatu Region［J］.Veterinary Parasitology，2001，102：261-266.

［4］范滋德.中國常見蠅類檢索表［M］.第2版.北京：科學出版社，1992：890-895.

［5］薛萬琦，趙建銘.中國蠅類（下冊）［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，1996：2207-2217.

［6］Cogley T P，Cogley M C.Field observations of the hostparasite relationship associated with the common horse bot fly，Gasterophilusintestinalis［J］.Veterinary Parasitology，2000，88：93-105.

［7］Hadwen S，Cameron A E.A Contribution to the Knowledge of the Bot-flies，Gastrophilusintestinalis，Deg.，G.haemorrhoidalis，L.andG.nasalis，L.［M］.H.M.Stationery Office，1918：91-106.

［8］Wells R W，Knipling E F.A report of some recent studies on species ofGasterophilusoccuring in horses in the United States［J］.Iowa State College Journal Science，1937，12：181-210.

［9］Cope S E，Catts E P.Parahost behavior of adultGasterophilusintestinalis（Diptera：Gasterophilidae）in Delaware［J］.Journal of Medical Entomology，1991，28：67-73.

［10］Hall M J R.Trapping the flies that cause myiasis：Their responses to host stimuli［J］.Annals of Tropical Medicine and Parasitology，1995，89：333-357.

［11］Klem M A P，Rodrigues A C，Rezender A M L.Gasterofilose em equídeos：infec??o natural porGasterophilusnasalisL.（Diptera：Gasterophilidae）no Estado do Rio de Janeiro ［J］.Revista Brasileira de Parasitologia Veterinária，1997，6（1）：61-67.

［12］Alcaíno H，Gormen T，Cornejo S，etal.Estudio epizootiológico del parasitis moestomacal del equino de la Zona Centro Sur de Chile［J］.Archivio Medicina Veterinaria，1980，12（1）：10-29.

［13］Lahille F.Los Gastrofilos en la Republica Argentina Boletim do Ministerio da Agricultura da［J］.Republica da Argentina，1911，13（12）：836-856.

［14］Panitz E.Occurrence of second and third instar ofGasterophilusintestinalisandGasterophilusnasalisin horses in the Mid Atlantic United States［J］.Veterinary Parasitology，1978，4：161-166.

［15］Brum J G.Periodo de pupa deG.nasalis（Diptera，Gasterophilidae）［M］.Gramado，RS，Anais：Congresso Estadual Medicina veterinaria，1992：60.

［16］Rocha U F.Observagoes sobre gasterofilose emequideos da regiao de Aragatuba，Estado de Sao Paulo，Brash［J］.Revista de Medicina Veterinaria de Saoaulo，1954，5（1）：17-25.

［17］Catts E P.Sex and the bachelor bot（Diptera：Oestridae）［J］.American Entomologist，1994，40（3）：153-160.

［18］Humphreys W F，Reynolds S E.Sound production and endothermy in the horse bot-flyGasterophilusintestinalis［J］.Physiological Entomology，1980，5：235-242.

［19］李曉東，傅華，李鳳霞，等.氣候變化對西北地區生態環境影響的若干進展［J］.草業科學，2011，28（2）：286-295.

［20］岳靜，郝敏，張靈菲，等.物種多樣性-生態系統功能關系的影響因素［J］.草業科學，2011，28（4）：532-535.

［21］Sutcliffe J F.Distance orientation of biting flies to their hosts［J］.Insect Science and its Application，1987（8）：611-616.

［22］Pandey V S，Ouhelli H，Elkhalfane A.Observations on the epizootiology ofGasterophilusintestinalisandG.nasalisin horses in Morocco［J］.Veterinary Parasitology ，1980，7：347-356.

［23］Brocard P，Pfister K.Approche de l＇épidémiologie de la Gastérophilous du cheval en Suisse［J］.Schweiz Arch Tierheilk，1991，133：409-416.

［24］Egri B.Megfigyelesek aGasterophilusintestinalis（De Geer，1776）peterakasanak dinamikajarol eslokalizaciojarol Magyarorszagon［J］.Agrártudományi Egyetem K?zleményei，Hungary，1985，27：83-94.

［25］Clark，Bracy.An Essay on the Bots of Horses and Other Animals［M］.London：Old Bailey，1815：72.

［26］Suter I，Brown G，Hansman D.Horse bot-fly（Gasterophilusintestinalis）eggs laid on human hair［J］.Medical Journal of Australia，1972，2：609-611.

［27］Chereshnev N A.Biological peculiarities of the botflyGasterophiluspecorumFabr.（Diptera：Gastrophilidae）［J］.Doklady Akademii Nauk SSSR，1951，77：765-768.

［28］Spruijt B M，Van Hooff J A，Gispen W H.Ethology and neurobiology of grooming behavior［J］.Physiological Reviews，1992，72（3）：825-852.

［29］Phillis R W，Bramlage A T，Wotus C，etal.Isolation of mutations affecting neural circuitry required for grooming behavior in Drosophila melanogaster［J］.Genetics，1992，133（3）：581-592.