昆蟲的休眠和滯育
無論昆蟲在一年中能發(fā)生幾個世代,當環(huán)境條件對它們不利時,就會有一段長短不一的生長發(fā)育停滯時期,這個時期往往是在嚴寒的冬季或酷熱的夏季,因而通常稱這段時期為越冬或越夏。這是昆蟲對環(huán)境溫度的一種適應(yīng)性表現(xiàn),昆蟲停滯生長發(fā)育實際上有兩種情況:休眠(dormancy)和滯育(diapause)。
1.昆蟲的休眠常常是由不良的環(huán)境條件直接引起的。其中主要是溫度,隨著氣溫降低,昆蟲的體內(nèi)便會產(chǎn)生一系列的生理變化,如體內(nèi)脂肪和糖類等儲存物質(zhì)的積累,水分含量的減少,呼吸緩慢,行為的改變等,可出現(xiàn)冬眠(hibernation);另外,高溫有時也可以引起休眠,有一些昆蟲的夏蟄(aestivation)現(xiàn)象,就是由高溫所引起的休眠。但當不良環(huán)境條件消除,就可以恢復(fù)生長發(fā)育。有的昆蟲以特定的蟲態(tài)休眠,有些則任何蟲態(tài)均可休眠。如果把這類昆蟲飼養(yǎng)在溫濕度適宜的條件下,再給以充足的食料,它們一年四季便都能進行繁殖。
2.昆蟲的滯育雖然也是由環(huán)境引起的,但常不是由不利環(huán)境條件直接引起,而是昆蟲本身已具有一定的遺傳穩(wěn)定性的一種生物學(xué)特性,當昆蟲進入滯育后,即使給以最適條件,也不能馬上恢復(fù)生長發(fā)育。在昆蟲的不同發(fā)育階段均可發(fā)生滯育:有的發(fā)生于胚胎發(fā)育已完成的階段,如舞毒蛾;有的可發(fā)生于幼蟲的某一齡期,如松毛蟲等。滯育可分為兼性滯育(facultative diapause)和專性滯育(obligatory diapause)兩種類型。兼性滯育的昆蟲為多化性的,即1年發(fā)生數(shù)代,滯育不出現(xiàn)在固定的世代,而隨地理環(huán)境、氣候和食料等因素而變動。這些昆蟲常在后期開始形成滯育的世代,有部分早發(fā)生的個體可繼續(xù)發(fā)育為下一代,形成局部世代。專性滯育又叫做絕對滯育,都發(fā)生在每年一代的昆蟲中,不論外界環(huán)境條件如何,只要到了各自的滯育蟲態(tài),都進入滯育。當不良環(huán)境條件尚未到來時,專性滯育的昆蟲已經(jīng)停止生長、發(fā)育,有的甚至在植物生長最茂盛的季節(jié)已進入滯育狀態(tài),如舞毒蛾。據(jù)研究,光周期(晝夜光照、黑暗時數(shù)的節(jié)律)的變化是引起滯育的主要因素,其次是溫度和食料等。一般冬季滯育的昆蟲,均以短日照作為引起滯育的信息,通常光周期>12~16h,即可繼續(xù)發(fā)育而不滯育,這樣的昆蟲屬短日照滯育型。而一些在夏季進入滯育的昆蟲,則以長日照作為滯育的信息,一般光周期<12h,就可以繼續(xù)發(fā)育而不進入滯育,這樣的昆蟲屬長日照滯育型。另外還有一些昆蟲屬于中間型,當光周期過短或過長時均能引起滯育,僅在很窄的光周期范圍內(nèi)才不滯育。在自然條件下,光周期變化與溫度的變化總是相關(guān)連的。實驗研究證明,對短日照滯育型昆蟲,適當?shù)母邷啬芤种茰陌l(fā)生。而昆蟲食料與滯育的關(guān)系,一般地說不如光周期那么重要,但也影響到滯育的進程和比例。
關(guān)于昆蟲滯育的生理機制,目前研究認為是和內(nèi)分泌系統(tǒng)的分泌活動有關(guān)。因為誘導(dǎo)昆蟲滯育和解除滯育的環(huán)境因子,是通過內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)而發(fā)生作用。與昆蟲滯育有關(guān)的在內(nèi)激素中,以腦激素最為重要,若腦神經(jīng)的分泌細胞不活動,則昆蟲處于完全滯育狀態(tài)。
處于休眠和滯育狀態(tài)的昆蟲呼吸代謝速度十分緩慢,耗氧量也大大減少,體內(nèi)脂肪和糖類含量豐富,但體內(nèi)游離水卻顯著減少。因此,進入休眠與滯育狀態(tài)的昆蟲,對寒冷、干旱、藥劑等不良環(huán)境因素有較強的抵抗力。
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