仓蛾姬蜂觅食行为的经济决策

论文摘要

寄生蜂觅食行为与繁殖成功有直接的联系,因而成为行为生态学最优觅食理论研究中的一个理想模式生物。由于寄生蜂的寄主资源分布常常具有空间异质性,寄生蜂经常面临去何处觅食以及如何分配其在寄主块中的觅食时间这一问题。同时,寄生蜂在觅食过程中还经常会遇到与竞争者共存的情形。在这种情况下,寄生蜂觅食策略受到的影响更为复杂,它的最优觅食策略要取决于竞争对手的觅食策略。另外,寄生蜂对信息的利用常常与它们生存的环境密切相关,因此,寄生蜂如何利用它所采集到的信息并使其收益最大化,寄生蜂的信息利用与其栖镜的相关性是本研究所关注的中心所在。仓蛾姬蜂具有孤雌生殖和两性生殖两种繁殖型。这两种繁殖型寄生蜂具有截然不同的生存环境。前者主要生活在粮仓,面粉厂、面包房等与人类生活密切相关的建筑环境中,以贮粮害虫为寄主。寄主的丰富度通常较低,但如果在卫生条件不佳的条件下却又容易大暴发,因此变化幅度较大。孤雌生殖型寄生蜂着卵量相对较多,一般通过爬行可以找到在谷物表面为害的寄主。两性生殖型寄生蜂全部生活在田间自然条件下,以果园中果实内的螟蛾幼虫为寄主。寄主丰富度在年内常维持在较低水平,且变化较小,一般每果内只有一头寄主幼虫,寄生蜂寻找寄主一般需要较多飞行,卵量相对前者较少。利用仓蛾姬蜂具有截然不同生存环境的两种繁殖类型种群,本研究对寄生蜂寄主块选择、对寄主块的开发利用过程中寄生蜂对信息的利用与其生境的关系进行探讨,以明确寄生蜂在不同生存环境的影响之下,它们是如何体现出最优觅食理论所预测的觅食策略。主要研究结果如下:两种繁殖类型的寄生蜂都可以根据寄主利它素远距离选择寄主块。对寄生蜂选择寄主块的时间动态进行考查,明确了寄生蜂在寄主块的选择决策时间上存在功能效应并进行了定量测定。相关结果表明,孤雌生殖型个体比两性生殖型个体花费较短的时间做出反应,进行寄主块选择,意味着时间的重要性对于孤雌生殖品系个体更高,这与通过其它不同实验设计对二者进行比较所得的结论相一致。有趣的是,对于孤雌生殖型的个体来说,那些反应较慢的个体更多的选择了质量好的寄主块,表明反应速度和准确性之间存在一种平衡交换现象。当两头寄生蜂先后进入同一寄主块共同觅食时,同一繁殖型内两头竞争状态下的雌蜂之间不存在非对称的消耗战,两头蜂的寄主块觅食时间与单独觅食时没有显著区别。另外,先进入寄主块的寄生蜂一般选择较早离开,而后到的寄生蜂在较好的环境中率先开始过寄生,在相对较差的环境中最先开始过寄生的概率两者相似。最后,竞争的双方获得后代的数量也没有明显差别,预示着在这一种竞争状态下进化稳定对策的存在。寄主块相遇频率与竞争关系的影响程度对不同繁殖类型的寄生蜂有明显不同,孤雌生殖型种群受寄主块相遇频率的影响更大,而两性生殖型种群受竞争关系的影响更大一些。在寄主块之间的旅行经历对寄生蜂的寄主块时间分配影响也受到其栖境的显著影响。对于觅食中一般不需要飞行,而卵量较多、时间限制更为明显的孤雌生殖型寄生蜂,旅行中所花费的时间对其寄主块的开发利用有最为直接的影响,能量消耗没有显著的影响作用。然而,对于觅食中经常需要飞行的两性生殖型寄生蜂来说,旅行期间能量的消耗,而不是时间间隔,对寄生蜂寄主块开发利用有显著的影响。本研究首次提出寄生蜂对寄主块的选择具有时间效应。通过定量测定寄生蜂远距离对寄主块选择时的反应时间和选择时间,发现时间限制性更强的个体反应时间更快,而反应速度和准确性之间存在一种平衡交换现象。这一发现为寄生蜂在自然界中觅食效率的理解增加一个新的途径。首次明确了寄生蜂在觅食过程中能量的消耗对寄主块的开发利用具有直接的影响作用,而这种影响作用与其觅食中是否经常飞行有关。通过一系列精致的试验设计和一组比较独特的研究对象,实验证明了寄生蜂在寄主块的选择,寄主块的开发利用这一觅食过程中,信息的采集和利用与寄生蜂栖息环境密切相关。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• 英文摘要
• 1. 寄生蜂觅食行为的经济决策-文献综述与研究内容
• 1.1 寄生蜂觅食行为的经济决策-文献综述
• 1.2 仓蛾姬蜂的生物学和行为特征
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 技术路线
• 2. 基本材料与方法
• 2.1 基本材料
• 2.1.1 试验昆虫
• 2.1.2 相关仪器设备
• 2.2 基本方法
• 2.2.1 寄生蜂和寄主继代饲养
• 2.2.2 寄生蜂寄主块选择、飞行磨及非对称竞争实验
• 3. 嗅觉诱导的寄主块远程选择:仓蛾姬蜂行为反应的时间动态
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 寄生蜂及培养
• 3.2.2 实验设计
• 3.2.3 统计分析
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 寄主块选择
• 3.3.2 寄主块选择时间和反应时间
• 3.4 讨论
• 4. 竞争对过寄生及寄主块离开策略的影响:非对称性博奕
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 寄生蜂与寄主块准备
• 4.2.2 实验设计和进程
• 4.2.3 行为事件记录和统计分析
• 4.3 结果与分析
• 4.4 讨论
• 5. 旅行时间和能量消耗对寄主块开发利用的影响
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 昆虫饲养
• 5.2.2 实验设计
• 5.2.3 行为事件记录和统计分析
• 5.3 结果
• 5.3.1 寄主块1
• 5.3.2 寄主块2:综合分析
• 5.3.3 寄主块2:飞行影响分析
• 5.4 讨论
• 6. 信息利用与寄生蜂觅食策略-总结与讨论
• 6.1 信息利用与寄生蜂觅食策略
• 6.2 值得继续探讨的几个问题
• 6.3 本研究的特色和创新之处
• 参考文献
• 作者简历