六种Lasiocampidae科昆虫(昆虫纲,鳞翅目)幼虫口器的比较形态学研究

《Zoologischer Anzeiger》:Comparative morphology of the larval mouthparts among six species of Lasiocampidae (Insecta, Lepidoptera)

【字体: 时间:2026年05月07日 来源:Zoologischer Anzeiger 1.5

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  Jie Yang|Jia-Xin Xu|Hai-Peng Zhao|Kai Gao河南大学生命科学学院,河南省开封市,475004,中国摘要Lasiocampidae科的幼虫是主要的森林害虫,对林业造成了相当大的经济损失。这些幼虫的口器在形态上表现出多样性,这种多样性可能与它们的

  
Jie Yang|Jia-Xin Xu|Hai-Peng Zhao|Kai Gao
河南大学生命科学学院,河南省开封市,475004,中国

摘要

Lasiocampidae科的幼虫是主要的森林害虫,对林业造成了相当大的经济损失。这些幼虫的口器在形态上表现出多样性,这种多样性可能与它们的分类地位、食物偏好、 feeding行为和发育阶段有关。在本研究中,我们观察了Gastropacha populifolia(Esper, 1784)、Gastropacha quercifolia(Felder et Felder, 1862)、Trabala vishnou(Lefebvre, 1827)、Dendrolimus punctata(Walker, 1855)、Dendrolimus tabulaeformis(Tsai et Liu, 1962)和Dendrolimus kikuchii(Matsumura, 1927)幼虫口器的超微结构。在六种物种之间,我们观察到唇基凹槽、上颚和刚毛排列存在显著的形态差异。Dendrolimus属物种的唇基凹槽比其他三种物种更浅。G. populifoliaG. quercifolia的上颚边缘无齿,而Dendrolimus属物种的上颚边缘有锯齿。T. vishnou的上颚边缘则为钝齿状。本文简要讨论了这些幼虫口器形态多样性的功能意义。

引言

Lasiocampidae科(鳞翅目:蚕蛾总科)包含约2000种已描述的物种,它们成虫在静止时具有模仿叶子的形态特征(van Nieukerken, 2011)。Lasiocampidae科的幼虫通常是多食性的,以多种宿主植物为食,包括壳斗科、松科、蔷薇科和杨柳科(Bernays, 1997; Liu and Wu, 2006; Calvo and Molina, 2010)。这些幼虫通过啃食树叶导致木材受损,并可能引发次生害虫爆发(Boukouvala et al., 2022; Uma et al., 2024),从而对林业构成严重威胁。由于它们具有高进食能力、群居行为和快速繁殖能力,这些幼虫会对森林生态系统造成重大经济损害(Han et al., 2019)。此外,严重侵害还会改变森林群落动态、降低生物多样性并破坏生态系统功能(Liu and Wu, 2006; Nair, 2007)。由于这些影响主要源于幼虫阶段,因此全面了解幼虫的形态对于制定有效的森林害虫控制策略至关重要。
幼虫的破坏行为是由高度特化的口器介导的(Spence and Sutcliffe, 1982; Wang et al., 2024; Wu et al., 2025)。以往关于鳞翅目幼虫口器的研究主要集中在形态特征和感觉结构上,特别是针对蝶形目、夜蛾科和Notodontidae科的代表物种(Xu et al., 2017; Hu et al., 2021b; Liu and Jiang, 2023)。口器的形态变异可能与食物适应有关,可能有助于宿主植物的摄取和营养物质的获取(Krenn, 2010; Labandeira, 1997)。这种形态变异既存在于不同的系统发育支系中(Grimes and Neunzig, 1986; Xu et al., 2017),也存在于同一物种的不同发育阶段(Hebert, 1983; Godfrey et al., 1989; Li et al., 2018)。这样的结构多样性可以为昆虫分类和物种划定提供有价值的特征(Krenn, 2010; Chen et al., 2021)。
在Lasiocampidae科中,幼虫的口器符合大多数鳞翅目的典型咀嚼型特征(Men and Wu, 2016; Krenn, 2019)。Lasiocampidae科幼虫在经济学上具有重要意义,并有助于阐明鳞翅目内的进化适应机制。然而,对于这一全球分布的科来说,关于未成熟阶段的详细形态比较仍然很少。特别是,物种间的幼虫口器比较研究尤为匮乏(Piovesan et al., 2023; Kaleka and Dulai, 2024)。因此,全面了解这些未成熟阶段的形态多样性、功能适应和系统发育意义仍有待实现。
在本研究中,我们使用扫描电子显微镜检查并比较了六种具有不同宿主植物偏好的Lasiocampidae科幼虫的口器:Gastropacha populifolia(Esper, 1784)、Gastropacha quercifolia(Felder et Felder, 1862)、Trabala vishnou(Lefebvre, 1827)、Dendrolimus punctata(Walker, 1855)、Dendrolimus tabulaeformis(Tsai et Liu, 1962)和Dendrolimus kikuchii(Matsumura, 1927)。为了更好地理解这些口器结构的功能意义,我们将形态分析与不同龄期的幼虫 feeding行为和移动模式的系统观察相结合。我们进一步旨在描述它们的形态多样性并探讨潜在的功能意义。这些发现为确定更有价值的幼虫分类特征奠定了基础。

节选片段

昆虫采集与饲养

选择了六种具有不同食物偏好的Lasiocampidae蛾类。其中三种以针叶树为食的物种Dendrolimus punctatusD. tabulaeformisD. kikuchii是寡食性的,其宿主植物范围仅限于松科。作为对比,还选择了三种以阔叶树为食的多食性物种Gastropacha populifoliaG. quercifoliaTrabala vishnou。这两种Gastropacha物种主要以蔷薇科、杨柳科和壳斗科植物为食。

取食习性

新孵化的幼虫最初会食用自己的卵壳。在啃食部分卵壳后,它们会分散到嫩叶上,并在移动过程中分泌丝状物。在1龄期和2龄期,幼虫主要取食嫩叶的叶肉。到了3龄期和4龄期,它们的取食活动变得更加激烈,从叶缘逐渐发展到完全啃食叶片。G. populifoliaG. quercifoliaT. vishnou的成熟幼虫通过切割叶片来取食

讨论

我们比较了六种Lasiocampidae科末龄期幼虫的口器形态:G. populifoliaG. quercifoliaT. vishnouD. punctataD. tabulaeformisD. kikuchii。尽管基本的口器组成是一致的,但在唇基凹槽结构、上颚齿列和刚毛排列方面存在物种间差异(表2)。
在鳞翅目幼虫中,唇基被定义为一个宽大的、向前延伸的口腔叶状结构(Snodgrass, 1944)。

作者贡献声明

Jie Yang:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,可视化,方法论,数据管理。Jia-Xin Xu:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,方法论,数据管理。Hai-Peng Zhao:可视化,监督。Kai Gao:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,可视化,监督,概念化

da Silva Camargo et al., 2016.

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢Hao-Ran Wang、Jia-Shuo He、Ya-Lin Pu、Tian-Zhu Yan和Qian-Ru Shen在标本采集方面的帮助。本研究得到了国家自然科学基金(资助编号32300379)和河南省高校重点研究项目(资助编号26A180005)的支持。
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