苹果蠹蛾（Cydia pomonella L.，鳞翅目，卷叶蛾科）卵在合成基质上的附着情况

《Journal of Applied Entomology》：Egg Adhesion of the Codling Moth Cydia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae) to Synthetic Substrates

苹果卷叶蛾卵在亲水玻璃上粘附力达138 kPa，疏水玻璃仅22 kPa，差异源于粘附层厚度（10 nm vs 153 nm）及表面润湿性。研究揭示水溶蛋白主导粘附，薄层结构增强机械互锁与化学结合，为仿生胶水和害虫防控提供新思路。

　　本研究聚焦于苹果蠹蛾（*Cydia pomonella*）卵的附着特性，探讨其在不同合成基底上的粘附性能。苹果蠹蛾是一种广泛危害苹果、核桃等经济作物的害虫，其成功繁殖与卵的稳固附着密切相关。以往的研究已经表明，苹果蠹蛾卵能够可靠地附着在不同苹果品种的叶片和果实表面。然而，这些研究大多基于自然环境下的观察，缺乏对粘附力的系统量化分析。本研究通过标准化的合成基底（如亲水玻璃、疏水玻璃、环氧树脂以及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜）进行实验，旨在更准确地评估卵的粘附力，并为其他昆虫的粘附机制提供参考。研究结果表明，卵在亲水基底上的粘附力显著高于疏水基底，粘附强度分别为138 kPa和22 kPa，这一发现揭示了卵与基底之间物理和化学相互作用的重要性。

研究团队使用了多种显微技术以及白光干涉仪对卵与基底之间的界面进行可视化分析，以理解粘附机制。结果表明，亲水玻璃上的卵附着面积较大，达到1.8 mm2，而疏水玻璃上的附着面积仅为1.4 mm2。尽管如此，亲水玻璃上的粘附层厚度仅10 nm，而疏水玻璃上的粘附层厚度则为153 nm。这说明虽然亲水基底提供了更大的接触面积，但粘附层的厚度和结构对粘附力有显著影响。在亲水基底上，卵分泌物能够形成更薄但更均匀的粘附层，这可能与其较强的表面润湿能力有关。相反，疏水基底的表面润湿性较低，导致粘附层较厚但覆盖范围较小。

此外，研究还发现，卵在疏水玻璃上的附着力相当于其重量的313,053倍，而在亲水玻璃上则高达2,442,220倍。这一数据表明，亲水基底上的粘附力明显更强，可能是因为卵分泌物在亲水表面上能够更好地润湿基底，从而形成更紧密的接触。相比之下，疏水基底上的附着力虽然较低，但更符合苹果植物表面的实际情况，因为苹果的叶片和果实表面通常具有较高的疏水性，其水接触角在82°至120°之间。因此，苹果蠹蛾卵在疏水基底上的附着表现更接近其自然宿主的条件。

在不同粗糙度的基底上，卵的附着表现也存在差异。虽然卵的数量随基底粗糙度的变化而有所不同，但这种变化并不显著。在粗糙度为0.3 μm的光滑环氧树脂基底上，卵的数量最少，而在粗糙度为9 μm的基底上，卵的数量最多。这可能表明，卵在某些粗糙基底上的附着能力有所增强，但这种现象并未在统计学上得到支持。研究团队指出，这种现象可能是由于基底的表面结构对卵的附着产生了间接影响，例如通过增加接触面积或促进粘附层的机械嵌合。然而，由于卵在粗糙基底上容易受损，因此无法准确测量其附着力。

为了进一步理解卵的粘附机制，研究团队还测量了卵分泌物的固化时间及其对粘附力的影响。在PET薄膜上，卵在24小时后表现出更强的附着力，而1小时后的附着力明显较低。这表明，随着时间的推移，卵分泌物逐渐固化，从而增强了其附着能力。固化过程可能涉及分子间的交联反应，使粘附层更加牢固。此外，研究还发现，卵分泌物的成分可能包括蛋白质和脂质，这些成分在不同基底上的表现各异。亲水基底上的蛋白质含量较高，可能促进了更强的分子间相互作用，而脂质则可能在疏水基底上起到润滑和促进润湿的作用。

本研究的发现不仅有助于理解苹果蠹蛾卵的附着机制，还为开发新型仿生粘合剂提供了理论依据。例如，研究团队指出，卵的附着性能可能受到其分泌物的粘附强度、固化速度、表面润湿性和粘附层厚度的影响。这些特性在自然界中可能被优化以适应不同的环境条件。此外，研究还提到，卵的附着力与其宿主植物的表面特性密切相关，因此在设计防治措施时，应考虑如何干扰或破坏这种附着机制。

在生态学层面，研究团队强调，卵的附着力与其生存能力密切相关。虽然高粘附强度可能有助于卵抵抗环境因素，如风力和雨水冲刷，但研究认为，在自然环境中，附着的稳定性比单纯的粘附强度更为重要。例如，卵在亲水基底上的附着力虽然较高，但其附着时间较短，可能不足以抵抗长时间的环境冲击。因此，优化附着力以确保卵在适宜的时间内保持稳固，可能是更关键的生态适应策略。

研究还与其它昆虫的卵附着特性进行了比较，发现苹果蠹蛾卵的粘附力虽然不如某些其他鳞翅目昆虫（如*Opodiphthera* sp.、*Antheraea yamamai*和*Rhodinia fugax*）的卵，但其附着机制具有独特的适应性。例如，苹果蠹蛾卵的附着力在亲水玻璃上达到138 kPa，而在疏水玻璃上仅为21.5 kPa。相比之下，*Drosophila melanogaster*的蛹粘附力则达到190 kPa，略高于苹果蠹蛾卵的粘附力。这说明，尽管某些昆虫的粘附力更强，但苹果蠹蛾卵的附着能力在特定条件下（如亲水基底）表现优异。

研究团队还提到，卵的附着能力可能与其生殖行为和环境适应性有关。例如，苹果蠹蛾的第一代雌虫主要在叶片上产卵，而第二代和第三代则倾向于在果实上产卵。这种行为差异可能反映了其对不同基底表面特性的适应。此外，卵的形状和排列方式也可能影响其附着力。苹果蠹蛾卵呈扁平或略微凸起的椭圆形，可能有助于其在光滑表面（如玻璃）上形成更广泛的接触，从而增强附着力。相比之下，某些昆虫的卵可能具有更复杂的结构，以适应更粗糙或更具挑战性的基底。

本研究的意义在于，它不仅揭示了苹果蠹蛾卵的附着机制，还为其他昆虫的粘附行为提供了新的视角。通过标准化实验，研究团队能够更准确地比较不同昆虫卵的粘附性能，为生物仿生学和材料科学提供了有价值的参考。此外，研究还强调了在昆虫研究中，物理和化学因素的综合影响，这为未来的生态研究和生物材料开发提供了新的方向。

总的来说，本研究通过系统的实验设计和多维度的分析方法，揭示了苹果蠹蛾卵在不同基底上的附着特性。研究结果表明，亲水基底上的附着力更强，而疏水基底则更接近其自然宿主的条件。卵的附着性能受到其分泌物的物理和化学特性的影响，包括润湿能力、粘附层厚度、固化速度等。这些发现不仅有助于理解昆虫的附着机制，还可能为开发新的生物仿生粘合剂和害虫控制策略提供科学依据。此外，研究还强调了在生态学研究中，附着的稳定性可能比单纯的粘附强度更为重要，这为未来研究提供了新的思考方向。