综述:寄生蜂介导的生物控制方法对气候压力的脆弱性

《Current Opinion in Insect Science》:Vulnerabilities of parasitoid-mediated biocontrol to climate stress

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Current Opinion in Insect Science 4.8

编辑推荐:

  气候变化威胁生物控制系统,导致寄生成功率下降、物候不匹配及越冬活动改变,需调整生物控制策略。

  
Kelsey Lyberger|Honest Machekano|Md Kawsar Khan
美国亚利桑那州立大学综合科学与艺术学院,应用科学与艺术学院,梅萨市
气候变化威胁着重要的生态系统服务,包括由寄生蜂介导的生物控制作用。与宿主相比,寄生蜂属于较高营养级的生物,它们对气候压力更为敏感,因为它们的生存既依赖于自身的生理状态,也依赖于宿主的生理状态。本文综述了温度升高如何改变寄生蜂与宿主之间的相互作用,其结果因系统而异。常见的干扰包括由于寄生蜂耐热性降低导致的寄生成功率下降、生命周期不匹配以及越冬行为的变化。这些变化会削弱自然和人工生物控制的效果,增加害虫爆发的风险,并威胁农业生态系统的稳定性,因此我们需要讨论如何调整现有的生物控制策略来缓解这些问题。

引言

气候变化以及栖息地退化、农药过度使用和污染等复合压力正在改变生态系统,并导致基于生物多样性的生态系统服务(如生物控制)的丧失1, 2*。作为主要的生物控制剂,寄生蜂由于全球变化和温度升高而数量减少3, 4*。气候压力直接对寄生蜂造成生理上的影响,并间接改变它们与宿主之间的营养级相互作用;因此,寄生蜂介导的生物控制受到气候变化的威胁3, 5, 6。生物控制能力的下降威胁到了自然和共同进化的生态相互作用,这可能会带来负面的生态演化和农业经济后果。
寄生蜂与其宿主及其宿主资源的营养级相互作用取决于它们受气候变化的不同影响方式。因此,气候压力对寄生蜂的影响是复杂的,包括对寄生蜂本身的直接影响,以及通过同一营养系统中其他物种或资源产生的间接影响2*, 7。直接影响包括发育速率的变化、因高温或低温引起的死亡,以及海拔和纬度的分布变化。间接影响可能表现为宿主与寄生蜂之间的时间错配,导致生命周期不匹配,或者用于识别宿主的形态和化学信号的变化。这些间接影响可以跨越多个营养级,涉及宿主、捕食者和/或超寄生蜂的变化[8],并可能对后续世代产生连锁效应[9]。
在这里,我们综合了近期文献,重点介绍了气候变化对寄生蜂和寄生关系的多方面影响,特别是在自然和农业生态系统中的作用。更具体地说,我们讨论了温度压力对自然和人工生物控制系统中的直接和间接影响。我们的主要关注点包括温度升高如何影响寄生成功率、导致生命周期不匹配以及改变寄生蜂的越冬成功率。

部分摘录

温度和气候对寄生成功率的影响

温度影响寄生作用的主要方式是宿主及其寄生蜂对热压力的直接生理反应,寄生蜂通常具有更狭窄的热适应范围[3](图1A)。一项在热带南美洲雨林树冠进行的野外研究表明,寄生蜂的临界最高温度(CTmax)更低,热安全边际也更窄,这表明气候变化可能会破坏这些宿主-寄生蜂之间的相互作用。

宿主与寄生蜂之间的物候同步性不匹配

寄生蜂与其宿主之间存在强制性和高度同步的相互作用。宿主和寄生蜂生命史事件的季节性时间安排及其一致性被称为宿主-寄生蜂物候[36]。这些反应具有物种特异性,且常常在不同生命阶段甚至不同龄期之间存在差异13, 37,从而在多个营养级产生细微的适应性变化(图2)。宿主和寄生蜂对共同因素的物候敏感性存在差异

寄生蜂越冬行为的变化

预计更温暖和变化更大的冬季会扰乱寄生蜂的越冬行为,显著影响它们的生存能力和调节宿主种群的能力。许多温带膜翅目寄生蜂会进入长时间的滞育状态,在结冰条件出现之前就开始滞育,并依靠脂质储备来抵御长时间的寒冷[51]。滞育是一种对冲策略,使昆虫能够在季节性的不确定性中存活。在大多数寄生蜂物种中,这种滞育

气候变化对自然和人工生物控制的影响

气候变化通过破坏长期建立的生态相互作用,对寄生蜂对害虫的自然控制能力构成重大威胁。例如,温度升高有利于鳞翅目害虫Coleophora laricella的数量增长,而其寄生蜂Agathis pumila和Chrysocharis laricinellae的数量则减少,从而在北美的森林中引发了害虫爆发[65]。此外,不同物种的分布范围也发生了变化,例如沿着海拔高度的变化

作者贡献

概念构思(KL, HM, MKK),项目管理(KL, HM, MKK),资源获取(KL, HM, MKK),可视化制作(MKK),初稿撰写(KL, HM, MKK),审稿和编辑(KL, HM, MKK)。共同第一作者已获得编辑许可,可以在各自的简历中将他们的名字排在首位。

利益冲突声明

作者们没有需要声明的利益冲突。

致谢

HM得到了南非国家研究基金会(NRF)和国际发展研究中心(IDRC)与盖茨基金会(加拿大)的合作支持,项目编号为110496。MKK获得了亚历山大·洪堡基金会的博士后奖学金。

参考文献和推荐阅读

在评审期间发表的特别有趣的论文已被标记为:*特别值得关注 **非常值得关注
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号