張曉 陳龍飛 鄭潤澤
摘要:傳粉昆蟲擁有巨大的價值,是社會經濟可持續發展的物質基礎。沼大蚊科昆蟲習性多樣,很多種類是自然界中的重要傳粉昆蟲。但目前我國沼大蚊科傳粉昆蟲的多樣性調查仍十分缺乏,大量新種有待發現,生物地理學方面的研究也僅局限于物種的零星分布記述,可用于快速、準確鑒定種類的分類鑒定體系更是空白。我國沼大蚊科傳粉昆蟲的物種多樣性最新數據為4屬63種,但我國沼大蚊科傳粉昆蟲的物種多樣性還遠不止如此,大量新屬種有待發現,未來開展更多的物種多樣性研究十分必要。
關鍵詞:傳粉昆蟲;訪花昆蟲;沼大蚊科;雙翅目
自然界中有近80%的被子植物是蟲媒花,這些蟲媒植物必須依靠昆蟲傳粉來完成授粉、結實和繁殖后代。在農業生產上,昆蟲傳粉占所有動物傳粉的80%~85%,對象包括水果、蔬菜、油料作物、谷物、飼料,代表了全球近1/3的糧食產量。同時,傳粉昆蟲還具有重要的生態作用(張立微,張紅玉 2015)。雙翅目Diptera在傳粉昆蟲中具有重要地位,而沼大蚊科Limoniidae是雙翅目中物種數量最為龐大的類群之一,其中傳粉昆蟲的種類也非常豐富,對其進行深入地研究用以彌補我國傳粉昆蟲種類的空缺具有重大意義。沼大蚊科廣泛分布于世界各地,全世界已報道的種類達11000種,中國已知近700種。沼大蚊的生活環境多樣,幼蟲從水生到陸生均有,很多種類會吸食花蜜補充養分,是自然界中的重要傳粉昆蟲,且物種數量龐大,有重大的開發和利用潛力。
(1) 世界傳粉昆蟲研究歐美較強、亞洲較弱
世界上對傳粉昆蟲的研究不同步,歐美國家起步較早,發展迅速且體制完備,其他地區發展緩慢,亞洲相對較弱。歐美國家對家養蜜蜂傳粉的研究工作極為重視,也開展較早。1947年美國農業部農業局 (USDA-ARS) 在猶他州建立了“蜜蜂生物學及分類學實驗室”,并將主要科研力量用于家養蜂和野生蜂對農作物授粉的研究方面,并制定了一套從種類調查到應用的研究方案。歐洲議會投入大量的人力和物力對歐洲各國授粉蜜蜂、野生蜂和其它昆蟲進行了詳細調查研究,對蜜蜂和其它昆蟲賴以生存的環境進行了考察,對利用蜜蜂和其它昆蟲進行授粉的現狀也進行了研究。在此基礎上,歐美國家對包括沼大蚊在內的其它傳粉昆蟲也進行了一定的多樣性研究。在亞洲,日本和韓國對于傳粉昆蟲有一定研究,而我國相關起步較晚,總體研究水平與發達國家相比差距較大。由此可見,世界各國對于傳粉昆蟲的研究是不均衡的,我國需要加大對傳粉昆蟲的研究力度,尤其是沼大蚊科傳粉昆蟲研究更是匱乏。
(2) 沼大蚊科昆蟲習性多樣,很多種類是自然界中的重要傳粉昆蟲
沼大蚊科是雙翅目中最大的科之一,廣泛分布于世界各地,全世界已報道的種類達11000種。該類昆蟲體細長,小至中型。體色多為黃色至黃褐色,也有黑色。喙一般較短,部分屬種延長。口器位于喙末端,下顎須四節,末節未延長。復眼常分開,無單眼。觸角一般14至16節,卵圓形或圓柱形,部分屬種特化。中胸背板發達,單色或具縱條紋,中胸盾片具V型溝。足細長,脛節很少有具端距,部分屬種跗節白色。前翅較狹長,M1脈和M2脈常合并,M脈有2支達翅緣,Rs脈常有2分支。腹部細長,雄蟲末端膨大,生殖刺突分為內、外兩部分;雌蟲末端一般較尖。沼大蚊種類繁多,習性也復雜多樣。幼蟲從水生到陸生均有,食性有腐食性,也有植食性,主要取食腐殖質和一些藻類植物,是重要的有機質分解者,對維持生態平衡具有重要意義。成蟲生命周期短,基本不取食,偶爾吸食露珠。很多屬種會吸食花蜜補充養分,是自然界中的重要傳粉昆蟲。
(3) 我國沼大蚊科傳粉昆蟲研究匱乏
我國沼大蚊科傳粉昆蟲的研究起步較晚,20世紀初期才開始,且早期的研究主要由國外學者完成。1911至1981年期間,Alexander對我國沼大蚊的分類研究做出了重要貢獻,發表了我國80%的種類,他發表的種描述詳盡,大多都對雄性外生殖器進行了準確的繪圖,部分種還有翅的圖片。但他的研究主要集中于我國東南地區,尤其是四川和浙江。1916至1928年,Edwards發表了我國沼大蚊新種10余種,其中大部分來自臺灣。此后的很長一段時間里,我國沼大蚊科傳粉昆蟲的研究幾乎毫無進展。
我國的傳粉昆蟲資源豐富,種類繁多,極有必要在資源保護、人工利用及繁殖等方面對傳粉昆蟲進行研究,充分發揮它們在農業生產中的作用。只有掌握了更多的傳粉昆蟲資源才能有更多的選擇余地和機會,并從中篩選出傳粉能力和抗逆能力強、繁殖力高、易馴化的傳粉者。因此,開展傳粉昆蟲的多樣性研究,尤其是對不同傳粉昆蟲類群開展全面研究勢在必行。2015年起,我國學者才開始對我國沼大蚊科傳粉昆蟲進行分類研究。2015至2017年間,他們發表新種10余種,并地理分布做了一定研究。目前,我國沼大蚊科傳粉昆蟲的物種多樣性最新數據為4屬63種(楊定等 2020,Qian & Zhang 2020)。但我國沼大蚊科傳粉昆蟲的物種多樣性還遠不止如此,大量新屬種有待發現,未來開展更多的物種多樣性研究十分必要。
致謝
本研究受山東省大學生創新創業訓練項目(S202110435045)資助。
參考文獻
[1]楊定,李竹,劉啟飛等. 2020. 中國生物物種名錄. 第二卷. 動物. 昆蟲. V,雙翅目. 1,長角亞目. 北京:科學出版社,1–691.
[2]張立微,張紅玉. 傳粉昆蟲生態作用研究進展. 江蘇農業科學,2015,43(07):9–13.
[3]Qian X & Zhang X. 2020. Two new Geranomyia Haliday (Diptera,Limoniidae) crane flies from Mount Jiulong in China,with an updated key to Chinese species. ZooKeys 953:105–118.
作者簡介:張曉,男,山東濰坊,漢族,1989.1,博士研究生,昆蟲分類與進化,青島農業大學植物醫學學院,講師