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为解决 SWD 治理难题及了解其在南美生态,相关研究人员开展安第斯地区 SWD 种群动态研究。结果发现其受环境、季节等影响显著。该研究为制定精准防治策略提供依据,强烈推荐科研读者阅读。
果蝇铃木氏果蝇(Drosophila suzukii,简称 SWD),这家伙可是全球水果种植业的 “头号公敌”!它原产于东南亚,凭借着强大的 “旅行” 能力,搭乘全球贸易的 “便车”,在过去几十年里成功 “入侵” 了欧洲、北美、南美、北非等大片地区。2014 年,它 “进军” 阿根廷巴塔哥尼亚地区,自此开始在当地 “兴风作浪”。
SWD 成虫体型小巧,只有 2 - 3 毫米,却有着独特的 “外貌特征”:雌性长着锯齿状、硬化的产卵器,雄性翅膀远端则有个小黑斑。而且它还是个 “贪吃鬼”,食性广泛,和其他专挑烂果子的果蝇不同,它的雌虫连挂在枝头的成熟或未成熟果实都不放过,用产卵器刺破果实表皮,不仅造成物理伤害,还让果实容易感染病原体,然后在里面产卵。它的繁殖速度更是快得惊人,只要条件适宜,一年能繁衍多达 15 代。
目前,人们为了对付 SWD 可谓绞尽脑汁。除了不太受欢迎的农药,还采用了滴灌、铺设除草布等栽培措施,收获后冷冻果实,以及利用化学信号吸引或驱赶它们等可持续策略。然而,现实却很残酷,有机生产的限制、诱饵不专一、害虫产生抗药性,再加上气候导致的种群数量波动,使得 SWD 的治理困难重重。更麻烦的是,之前关于它的研究大多在欧洲和北美进行,对于南美地区的情况,人们了解得少之又少。
为了填补这些知识空白,来自相关研究单位的科研人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为《Environmental drivers of spotted-wing drosophila (Drosophila suzukii) population dynamics in the Andean region》的论文,试图揭开 SWD 在安第斯地区的生存奥秘,找到更有效的治理方法。
科研人员在阿根廷巴塔哥尼亚的安第斯地区展开了研究。这个地方农业历史悠久,是阿根廷主要的浆果产区,尤其以有机树莓种植闻名。当地独特的地理和生态环境,既有肥沃的土壤,又有多样的栖息地,为研究提供了绝佳场所。
研究人员使用了 52 个装有苹果醋诱饵的半透明塑料容器作为陷阱,将它们布置在 4 条样带上,涵盖了从森林边缘到山谷中心的多种环境,像树莓农场、樱桃园、原生森林、玫瑰果丛、防风林带和野生黑莓丛等。陷阱挂在离地面 1.6 米高的地方,每隔 15 天检查一次,持续了两年。每次检查时,他们会把捕获的昆虫收集起来,放在 96% 的乙醇中保存,带回实验室在显微镜下分类计数,同时记录陷阱的位置、距离森林边缘的距离等信息。此外,还在样带上安装了温度和湿度传感器,用来收集气候数据。
在数据分析阶段,研究人员运用了一系列统计模型。他们把捕获的昆虫数量(分为 SWD 雌性、雄性和其他昆虫种类)当作响应变量,将季节、环境、距离森林边缘的距离以及气候变量(积温天数和相对湿度)设为自变量,同时考虑陷阱编号、样带、地点和采样周期等随机因素,通过构建广义线性混合模型(GLMMs),并依据赤池信息准则进行模型选择,使用 DHARMa 包评估模型拟合度,来探究这些因素对 SWD 种群动态的影响。
研究结果
- 总体物候变化:在两年的采样过程中,研究人员共捕获了 166543 只 SWD,其中雌性 80939 只,雄性 85604 只,另外还捕获了 93167 只其他昆虫。他们发现,SWD 和其他昆虫的数量都呈现出明显的季节性变化。SWD 在夏末和秋季数量最多,而其他昆虫则在春季达到高峰。而且,第一个采样周期(2021 - 2022 年)捕获的 SWD 和其他昆虫数量,都比第二个周期(2022 - 2023 年)要多。当地的气温也有明显的季节性差异,2 月气温最高,8 月最低。
- 环境与季节的影响:环境和季节对 SWD 的捕获数量影响显著,而且雌性和雄性的捕获数量在不同环境和季节也存在差异。总体来说,樱桃园和玫瑰果丛中雌性 SWD 数量较多,而在其他环境和季节,雌雄数量差异不大。从季节上看,除了原生森林全年捕获量都较高外,其他环境中 SWD 在夏季和秋季捕获量较高。樱桃园里,雌性 SWD 在春季捕获量就开始增加,雄性则在夏季;玫瑰果丛的捕获量相对较低。其他昆虫的捕获模式与 SWD 不同,大多数环境中它们在春季捕获量最高,冬季和秋季最低。
- 距离森林边缘的影响:研究发现,距离原生森林边缘的远近会影响 SWD 的捕获数量。在春季,雄性 SWD 和其他昆虫的捕获数量,会随着距离森林边缘变远而减少;夏季时,雌性和雄性 SWD 都呈现出这种趋势,也就是说离森林越远,捕获的 SWD 越少。
- 积温天数和湿度的影响:森林边缘和农场的气候在不同季节存在明显差异。冬季森林边缘湿度更高,夏季则更低;农场全年最高温度更高,最低温度更低,春秋两季积温天数比森林边缘多 4 度。积温天数和相对湿度的相互作用,对 SWD 的捕获数量也有影响。相对湿度较高时,随着积温天数增加,捕获的 SWD 数量增长更明显。
研究结论与讨论
通过这项为期两年的研究,科研人员发现 SWD 在安第斯地区的种群动态具有明显的季节性和环境依赖性。夏季和秋季,它在各个环境中都大量出现;冬季和春季,它则主要集中在原生森林和野生黑莓丛中。这是因为当地冬季温和,加上复杂的植被环境,为 SWD 提供了适宜的生存条件,积温天数和湿度的增加也有利于它们的繁殖。
研究还发现,原生森林和野生黑莓丛是 SWD 的 “避风港” 和 “育儿所”。原生森林全年都能维持较高的 SWD 种群数量,这得益于其稳定的微气候、丰富的食物和产卵基质。野生黑莓凭借茂密的枝叶和大量的果实,不仅为 SWD 提供了躲避寒冷的场所,还成为它们产卵的理想选择。相比之下,树莓农场在果实成熟季节,捕获的 SWD 数量并不突出,可能是受到周边复杂环境的影响。
这些研究结果意义重大。对于安第斯地区的水果种植者来说,了解 SWD 的这些习性,就能更好地制定防治策略。比如,在 SWD 大量繁殖的季节加强监测和防治,重点关注靠近森林边缘和有野生黑莓生长的区域。从更宏观的角度看,研究结果为全球 SWD 的治理提供了新的思路。它强调了区域综合治理的重要性,不仅要关注农田,还要考虑周边的非农田环境。未来,结合不育昆虫技术、释放寄生蜂等生物防治手段,以及合理管理野生黑莓等替代宿主,有望在减少农药使用的同时,有效控制 SWD 的种群数量,保护水果种植业的健康发展。