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【综述】“顺序线索假说”:解释多食性昆虫对寄主植物定位和选择的概念模型

发布时间: 2020-11-18 发布来源:InsectScience#昆虫科学

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来源:昆虫科学

      成功定位寄主植物对于植食性昆虫的觅食和产卵至关重要。但是,在多种植物共生的复杂环境中定位寄主植物是一项艰巨的任务。尤其是对多食性昆虫而言,它们必须在多种适宜寄主植物和多种不适宜寄主植物共存的复杂环境中定位寄主植物。    


      在本文中,来自澳大利亚昆士兰科技大学的学者回顾和探究了多食性昆虫的寄主选择机制以及先前经验是如何改变多食性昆虫对寄主的反应。最近的研究表明多食性昆虫能够识别来自多种寄主植物的一般性线索,也具有识别单种植物的特异性线索的能力。矛盾的地方在于,多食性昆虫在进行寄主选择时对寄主的选择排序一般不会发生变化。这一发现与“神经限制”假说存在差异,后者认为多食性昆虫不具有区分每个潜在寄主植物的特定信号的神经能力。     


      为了解释这一悖论,作者提出了一个类似于寄生蜂定位寄主位置的模型,该模型假定多食性昆虫在寄主选择中按顺序利用不同的线索。作者认为,最初常见的以及与所有潜在寄主相关的线索被用于引导多食性昆虫到达寄主栖息地,并且在没有其他寄主信息的情况下,这些线索足以使昆虫定位到寄主位置,因此称之为“一般性”寄主线索。但是,一旦在寄主栖息地内,作者认为寄主植物还存在一小群线索,它们可能引导昆虫进一步搜索寄主和定位最佳寄主的位置,称之为“特异性”寄主线索。     

      

      此模型解释了在当前研究中的分歧,认为多食性昆虫可以对一般性和特异性的寄主线索产生反应,而且在面对不同环境条件下可以同时展现出广食者和专食者的寄主选择行为。

    

       基于已经证明的多食性昆虫可以利用一般性和特异性寄主信号的能力,作者提出了一个层级寄主选择模型,该模型说明了当一个正在觅食的多食性昆虫遇到许多由不同程度的适合产卵或取食的寄主植物物种组成的栖息地时,是如何实现寄主选择的(图1)。     


图1. 多食性昆虫的寄主选择的新模型

Fig. 1 A simplified schematic diagram to illustrate how host selection is achieved by foraging polyphagous herbivores or frugivores. Numbers represent insect behavioral steps 1–6.


       假设一个正在飞行的食草昆虫或食果昆虫探测到来自多种植物的常见挥发物(Step 1)。重要的是,在没有其他信号时,该模型预测这些常见挥发物足以让昆虫完成寄主定位和接受(Step 2)。但是,如果在寄主栖息地觅食昆虫可以探测出更精细的信息,它可能表现出在不同寄主植物之间的选择行为(Step 3、Step 4)。例如,食草昆虫可能对特定花的颜色更感兴趣(Step 5),或者食果昆虫可能被特定的水果挥发物所吸引(Step 6)。


       作者认为这个模型解决了多食性昆虫选择寄主的矛盾,既考虑了多寄主植物的选择,又考虑了对特定寄主植物的优先选择。

                                                                          (李国成编译,王琛柱审阅)

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Silva, R. and Clarke, A.R. (2020) The “sequential cues hypothesis”: a conceptual model to explain host location and ranking by polyphagous herbivores. Insect Science, 27(6), 1136–1147.

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