《Insect Science》:Brood parasitism reduces but does not prevent Bombus terrestris reproductive success
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本综述通过创新的巢群分裂方法,系统评估了寄生性熊蜂(Bombus vestalis)对宿主地熊蜂(Bombus terrestris)繁殖成功的直接影响。研究发现,巢寄生显著降低宿主生殖输出,但宿主工蜂仍可产雄蜂;寄生蜂寿命与初始巢卵重量显著影响其繁殖成功率,而宿主在寄生巢中仍保持一定繁殖力。该方法为量化宿主-寄生蜂动态提供了可控实验范式,对理解社会性昆虫寄生生态及种群调控具有重要意义。
引言
巢寄生性熊蜂(cuckoo bumblebees)是熊蜂属中特化的寄生类群,其雌蜂必须侵入宿主巢群才能繁殖。在入侵过程中,寄生蜂通常杀死宿主蜂王,从而严重削弱宿主巢群的繁殖能力。目前缺乏标准化方法量化寄生对宿主繁殖成功率的影响,以及寄生蜂与宿主在可控环境下的相对繁殖输出。
材料与方法
研究采用新型巢群分裂法,将商业地熊蜂(Bombus terrestris)巢群均分为两半:一半保留原蜂王(蜂王在位巢),另一半引入寄生蜂Bombus vestalis(寄生巢)。通过配对设计控制遗传变异和寄生虫差异,记录巢群重量、工蜂数量、繁殖体(雄蜂和新蜂王)产出,并采用生殖成功率公式(RS = 雄蜂数 + 3 × 蜂王数)进行量化分析。
寄生蜂入侵成功率
所有寄生蜂均成功入侵宿主巢群,平均杀死9.58只工蜂(占初始工蜂数的36.6%)。蜂王在位巢平均繁殖成功率为97.3,而寄生巢中寄生蜂的繁殖成功率仅为10.4。寄生蜂寿命(平均33.6天)与初始巢卵重量显著正向影响其繁殖输出,但工蜂数量无显著影响。
宿主与寄生蜂的繁殖竞争
寄生巢中宿主熊蜂仍能产生雄蜂(平均29.4只)和少量蜂王(平均1.73只),繁殖成功率为34.5,显著高于寄生蜂。负二项广义线性模型显示,寄生蜂寿命延长会抑制宿主繁殖,而巢卵重量增加仅对寄生蜂繁殖有利。宿主雄蜂出现时间与寄生蜂寿命无显著相关性,表明工蜂产卵可能主导了宿主残余繁殖力。
巢群生长轨迹比较
巢群重量和工蜂数量随时间变化的模型显示,寄生巢与蜂王在位巢的生长轨迹存在显著差异。寄生巢的二次生长曲线斜率更高,反映寄生后巢群动态改变。蜂王在位巢早期增长更快,而寄生巢后期工蜂繁殖活动更活跃。
讨论与局限性
本研究首次通过巢群分裂法揭示寄生蜂繁殖成功率低于宿主的现象,可能与巢群规模较大导致工蜂反抗增强有关。方法学上,使用商业巢群(初始工蜂50+只)可能高估自然条件下寄生蜂的控制力,未来应在更小巢群中验证。宿主在寄生巢中的繁殖优势提示工蜂产卵行为是宿主抵御寄生的关键策略。
结论与展望
巢群分裂法为量化熊蜂宿主-寄生蜂互作提供了可重复实验框架。未来可应用于其他寄生蜂-宿主系统(如Bombus citrinus与B. impatiens),并整合寄生虫、农药等胁迫因子研究,深化对社会性昆虫寄生生态学的理解。