《Entomologia Experimentalis et Applicata》:Resource Availability Overrides Predator Presence in Mosquito Oviposition Habitat Selection
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本研究通过连续两年野外实验,探究了资源(甘蔗jaggery)和捕食者(划蝽 Anisops breddini)对致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)产卵选择的影响。结果表明,无论捕食者(成/若虫、笼养/自由)是否存在,孕蚊均显著偏好有资源的栖息地产卵,资源可及性在决策中占据主导地位。捕食者的影响较弱且存在年际差异,并与水体溶解氧(DO)、pH、游离二氧化碳(FCO2)等环境变量相关,表明其栖息地选择具有情境依赖性。这为通过操纵栖息地适宜性进行病媒蚊种群与疾病管理提供了新见解。
引言
产卵地点选择是蚊虫生命周期中的关键阶段,直接影响其后代成功率和蚊媒疾病传播模式。繁殖期雌蚊在评估产卵地时,面临着权衡:一方面,资源丰富的栖息地能为幼虫提供更高的适合度收益;另一方面,捕食者的存在会带来巨大的风险。致倦库蚊是淋巴丝虫病和西尼罗河病毒等重要疾病的主要媒介,研究其产卵行为对蚊媒种群动态预测和疾病管理策略制定至关重要。划蝽是已知的蚊幼虫有效捕食者。本研究旨在探究资源可用性(以甘蔗jaggery形式)与捕食者(划蝽成虫与若虫,笼养与自由状态)存在与否,如何共同影响致倦库蚊的产卵选择,并在连续两年中验证其效应。
材料与方法
本研究采用5×2×2因子设计。捕食者处理包括:笼养成虫、自由成虫、笼养若虫、自由若虫和无捕食者对照。资源处理为有资源(5g jaggery溶解于9L水中)和无资源。实验在2017年和2018年3月各重复一次。实验在户外塑料桶中进行,持续15夜,每日统计产卵筏数量。实验期间,桶内的卵筏基本保留以模拟自然条件。同时,监测了空气温度、水温、溶解氧、pH、游离二氧化碳和电导率等环境变量。数据分析采用零膨胀负二项广义线性混合模型,并计算了产卵活动指数以量化偏好。
结果
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卵筏数量:资源的存在对产卵选择具有压倒性的主导作用。两年中,几乎所有卵筏都产在有资源的桶中,无资源桶中产卵极少甚至为零。捕食者的影响存在显著的年际差异:第一年,笼养成虫处理的卵筏数量最高,显著高于对照和笼养若虫处理;第二年,模式相反,对照处理的卵筏数量最高,而笼养成虫处理最低。捕食者处理与年份存在显著的交互作用。
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产卵活动指数:分析进一步证实了资源的关键作用,以及对捕食者偏好的年际变化。第一年,笼养若虫处理的OAI值显著低于笼养成虫和自由成虫处理。第二年,笼养成虫处理的OAI值最低。总体而言,蚊虫显著偏好有资源的栖息地。
- 3.
环境变量:卵筏数量与环境变量显著相关。总体上,卵筏数量随溶解氧和pH的降低而增加。游离二氧化碳与卵筏数量在第二年呈正相关关系。主成分分析显示,有资源与无资源的水体在环境特征上明显分离,且两年间的水化学特征也存在差异。
讨论
本研究的核心发现是,在致倦库蚊的产卵栖息地选择中,资源可及性的吸引力压倒了捕食者风险带来的威慑。这种对资源的高度偏好符合其生活史策略,即雌蚊优先保证后代在食物充足的环境中发育。捕食者效应的年际变化和情境依赖性,则突显了蚊虫产卵决策的复杂性。这种变化可能由多种因素导致:
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捕食者线索的效力:不同年份的环境条件(如水温、pH)可能影响了划蝽释放的利它素(kairomone)的扩散或蚊虫对其的感知阈值。
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捕食者状态:笼养可能限制了捕食者的移动和化学线索释放,导致感知风险降低。较小体型的划蝽物种(A. breddini)可能比大型捕食者产生更弱的威慑信号。
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栖息地的动态演变:实验过程中保留卵筏和幼虫,使得每个处理桶实际上演变成一个独特的、包含幼虫密度、信息素和微生物群落变化的“栖息地状态”,蚊虫是对这些综合状态做出响应,而非孤立的初始处理条件。
环境变量与产卵的关联表明,蚊虫偏好有机物丰富(jaggery降解导致低DO、低pH)且矿物含量较高(高电导率)的水体。这为控制策略提供了思路:通过管理水体的理化性质(如增加溶解氧、调节pH)来降低其吸引力,或相反,利用jaggery等资源作为诱饵,将蚊虫吸引至特定地点进行集中处理(如移除卵筏)。
结论
致倦库蚊的产卵选择是一个由资源可及性主导,并受到捕食者风险和环境背景调节的复杂过程。研究结果强调,在蚊媒控制实践中,管理或消除高资源栖息地可能比引入捕食者进行生物防治更为有效。或者,可以反其道而行之,主动创建高资源栖息地作为诱饵,集中消灭蚊卵和幼虫。未来的研究需要在更多样化的地理环境和季节中验证这些发现,并直接量化捕食者线索的浓度与动态,以更深入地阐明其内在机制。同时,考虑更自然的捕食者密度、增加水体浊度、溶解性有机物等环境变量的测量,将有助于提升研究的生态现实性和预测能力。