蝴蝶覓食過程中的嗅覺和視覺行為反應研究.pdf

1、蝴蝶色彩斑斕具有很高的觀賞價值和經濟價值，蝴蝶幫助植物授粉，還有重要的生態(tài)價值。本文研究了訪花蝴蝶和食腐蝴蝶覓食過程中對花色、花形和氣味等視覺和嗅覺信號的利用權重，分析了其生理原因，有助于認識訪花蝴蝶與顯花植物間的生態(tài)關系以及食腐蝴蝶取食習性與環(huán)境的進化適應關系。主要研究結果如下:
　　 (1)訪花蝴蝶覓食過程中對蜜源植物的視覺和嗅覺行為反應
　　 通過對七種訪花蝴蝶在覓食過程中對花冠顏色及大小的行為反應觀察，從紅、橙、

2、黃、紫和白色五種顏色花單獨的吸引作用及以其與蜂蜜水結合模式下的引誘作用實驗中，發(fā)現嗅覺和視覺信號對不同蝶種的行為影響顯著不同。本實驗涉及的七種蝴蝶，除虎斑蝶外，對顏色都有一定的趨性。白帶鋸蛺蝶和金斑蝶以視覺為主定位尋找食物;紅鋸蛺蝶、青斑蝶和大帛斑蝶覓食時以嗅覺為主，視覺為輔;遷粉蝶對視覺和嗅覺利用程度相等。首次發(fā)現，專性訪花的虎斑蝶對供試顏色不敏感，靠嗅覺信號覓食。七種蝴蝶覓食過程中對嗅覺和視覺信號利用有較大的區(qū)別，有4種途徑:1）嗅

3、覺信號為主，視覺信號為輔;2）視覺信號為主，嗅覺信號為輔;3）視覺信號和嗅覺信號同等重要;4）只依靠嗅覺信號。
　　 蝴蝶的覓食過程中，嗅覺信號可能是蝴蝶覓食的關鍵因子，可能對所有蝴蝶覓食產生引誘作用，視覺可能是蝴蝶發(fā)現食物源的重要因子，而后主要靠嗅覺信號來刺激取食。
　　 (2)訪花蝴蝶對花的大小的選擇
　　 所實驗的七種蝴蝶，除青斑蝶外，均傾向于花形較大的花朵，可能是大型花朵視覺刺激更為強烈，揮發(fā)性物質更多的

4、緣故，也可能與蝴蝶本身的體型有關。七種蝴蝶的體型屬于大中型蝴蝶，因此它們對大中型花朵的偏愛可能是出于自身能量的需求。說明蝴蝶的訪花策略不止取決于視覺和嗅覺的利用權重，還與其自身體型有關。
　　 (3)食腐蝴蝶覓食過程中對視覺和嗅覺行為反應
　　 觀察了枯葉蛺蝶成蟲對紅、黃、紫和白色四種顏色和六種腐爛水果（梨、蘋果、香蕉、西瓜、橙子和柿子）汁液的覓食反應。結果發(fā)現，在無食物氣味情況下，成蟲對四種顏色均無覓食反應，當花上噴有

5、腐爛梨汁后，強烈吸引枯葉蛺蝶訪食，說明食腐蝴蝶覓食過程中無視覺反應，主要靠嗅覺發(fā)現食物?？萑~蛺蝶對六種腐爛水果汁液的偏好無顯著差異。
　　 (4)蝴蝶對食物揮發(fā)物的田間行為反應及電生理測定
　　 1)青斑蝶對蜜源植物揮發(fā)物的田間行為反應：在田間觀察了青斑蝶對蜜源植物馬纓丹和馬利筋的花部揮發(fā)物α-蒎烯、水楊酸甲酯，花部揮發(fā)物類似物1-辛醛，桉葉油醇，萜品醇，以及前人報道的花中普遍存在的苯甲醛的覓食反應。結果發(fā)現，無論是六種

6、單一化合物、α-蒎烯、水楊酸甲酯、1-辛醛和桉葉油醇的化合物組合還是α-蒎烯和水楊酸甲酯的不同劑量，青斑蝶對蜜源植物揮發(fā)物的取食均未顯著高于去離子水，且不同化合物之間無明顯差異。
　　 2)枯葉蛺蝶對腐爛水果揮發(fā)物的田間行為反應及電生理測定：在田間觀察了枯葉蛺蝶對腐爛水果揮發(fā)物異戊醇、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、α-蒎烯，2-戊酮的同系物丁酮和在其他發(fā)酵物中常見的兩種揮發(fā)物乙醇和乙酸的取食反應，并測定了新羽化成蟲對這些揮發(fā)物觸角電位反

7、應。田間行為測定發(fā)現，醇類對枯葉蛺蝶的引誘最為強烈，其次是酯類。當乙酸乙酯與乙醇混合后，枯葉蛺蝶取食次數增加。枯葉蛺蝶對乙酸乙酯和乙醇兩種化合物的訪食次數均隨濃度的增加而增強。在觸角電位反應中，無論是濃度5μl/ml還是50μl/ml，同一性別成蟲對異戊醇、乙酸異戊酯、乙酸乙酯、α-蒎烯、丁酮和乙酸等六種不同化合物的相對EAG反應值差異均不顯著，且相對EAG值均高于乙醇(100％)。成蟲對異戊醇和乙酸在特定濃度下的EAG反應表現出性別差

8、異。當濃度為50μl/ml時，成蟲對四種化合物組合的相對EAG值均未表現出性別差異。相同性別成蟲在特定濃度范圍內（0.01、0.1、1、5、10和100μl/ml）對乙醇或乙酸乙酯的相對EAG值均與揮發(fā)物濃度無顯著相關性。結果證明，嗅覺信號在枯葉蛺蝶覓食中發(fā)揮主要作用，覓食成蟲可利用廣泛的食物信息化學物質，但成蟲對揮發(fā)物的取食偏好不一定與觸角電位反應相關。
　　 (5)蝴蝶觸角感器與嗅覺行為反應分析
　　 應用掃描電鏡對

9、訪花的虎斑蝶、金斑蝶、大帛斑蝶和遷粉蝶以及食腐的枯葉蛺蝶雌、雄成蟲觸角及其感器外部形態(tài)進行了觀察和研究。結果表明，五種蝴蝶觸角感器種類和形態(tài)相同，無明顯性二型現象。觸角共有五類感器，即B(o)hm氏鬃毛、鱗形感器、毛形感器(Ⅰ、Ⅱ)、腔錐形感器和刺形感器，并對各類型感器的分布和數量進行了描述。五種蝴蝶的感器總數均是雄蟲多于雌蟲，這可能與雄蟲求偶有關。結合五種蝴蝶覓食時的嗅覺利用，我們推測毛形感器Ⅱ和腔錐形感器具有感受食物氣味的功能，鱗形

10、感器具輔助作用。具有感受食物氣味或輔助感受食物氣味的感器數量可以反映蝴蝶嗅覺利用權重。
　　 (6)蝴蝶復眼與覓食行為初步分析
　　 利用光學顯微鏡和透射電鏡對訪花的虎斑蝶、金斑蝶、大帛斑蝶和遷粉蝶以及食腐的枯葉蛺蝶雌、雄成蟲復眼的小眼數量和復眼內部的顯微和超顯微結構進行觀察。結果表明，五種蝴蝶的雌、雄成蟲均具有大量小眼，同一蝶種的小眼數目均是雄蟲多于雌蟲，但僅遷粉蝶的小眼數量有顯著性別差異。在復眼結構上，五種蝴蝶均無性