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为解决入侵的吸血蝇(Philornis downsi)威胁加拉帕戈斯群岛鸟类,且引入生物防治剂存在风险的问题,研究人员开展关于 Conura annulifera 对非目标物种影响的研究,发现地下化蛹可保护非目标蝇类,降低生物防治风险。
在加拉帕戈斯群岛,有一种入侵的寄生蝇 —— 吸血蝇(Philornis downsi),它就像一个 “吸血鬼”,给当地的鸟类带来了巨大的灾难。这种吸血蝇的雌蝇会在鸟窝里产卵,孵化出的幼虫会吸食雏鸟的血液和组织,导致雏鸟死亡率飙升,尤其是达尔文雀等特有鸟类深受其害。为了保护这些鸟类,引入专门的生物防治剂成为了一种有前景的办法。Conura annulifera(C. annulifera)作为一种潜在的生物防治剂,受到了广泛关注。但人们担心它在控制吸血蝇的同时,会不会对其他物种也发起 “攻击” 呢?于是,来自美国明尼苏达大学、查尔斯达尔文基金会等机构的研究人员,针对这个问题展开了深入研究,相关成果发表在《BioControl》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,他们建立了多种蝇类和寄生蜂 C. annulifera 的昆虫群落,为后续实验提供研究对象。然后,通过设置土壤实验装置,观察蝇类幼虫的挖掘行为,研究其化蛹特性。对于寄生蜂 C. annulifera,研究人员则在不同条件下观察其能否挖掘土壤并攻击地下蛹,以此来评估其对非目标物种的影响。
研究结果如下:
- 蝇类挖掘行为:研究人员对 9 种蝇类进行实验,发现其中 8 种都有地下化蛹的行为。像 Peckia chrysostoma 和 Peckia lambens 的蛹在土壤中被发现的深度超过了 4 厘米。通过分析还发现,蝇类物种和蛹的体积都会显著影响化蛹深度,而且对于 Blaesoxipha plinthopyga 和 Galopagomyia inoa 这两种蝇,蛹的体积越大,化蛹深度越深。此外,土壤的存在对大多数蝇类成虫羽化的时间并没有显著影响。
- 寄生蜂挖掘实验:在实验中,大多数 C. annulifera 在面对 Philornis downsi(P. downsi)蛹时能够进行攻击和叮咬,这表明它们在实验时具备寄生能力。但是,当把 C. annulifera 雌蜂放在含有地下蝇蛹的土壤装置中时,研究人员观察到,在最初的 15 分钟里,它们没有表现出任何挖掘土壤、用触角探测土壤或者将产卵器插入土壤的行为。而且,只有没有土壤的 P. downsi 蛹对照组中有寄生蜂后代羽化,被埋在地下的 P. chrysostoma 和 P. downsi 蛹都没有产生寄生蜂后代,这说明 C. annulifera 无法挖掘土壤去攻击地下的蛹。
研究结论和讨论部分表明,地下化蛹对于许多蝇类来说,是一种有效的躲避 C. annulifera 攻击的方式,土壤就像是一道坚固的 “屏障”,大大降低了这些非目标物种被攻击的风险。虽然研究中使用的是干燥、松散的土壤,实际土壤的紧实度、湿度等因素可能会影响化蛹深度和土壤作为避难所的效果,但总体来看,地下化蛹行为在许多蝇类中普遍存在。研究人员通过实验数据和文献资料推测,加拉帕戈斯群岛上许多甚至可能是所有的丽蝇科(Calliphoridae)和麻蝇科(Sarcophagidae)的特有物种都会在地下化蛹,这使得它们很难被不会挖掘土壤的 C. annulifera 攻击。不过,对于那些总是或有时在地面上化蛹,特别是在含有死亡雏鸟的鸟巢中的环裂亚目(Cyclorrhapha)物种,引入 C. annulifera 仍可能存在风险。但目前在鸟巢中发现的特有腐食性蝇类较少,引入 C. annulifera 后,吸血蝇 P. downsi 的数量可能会减少,这也会降低鸟巢中特有腐食性蝇类的出现频率,从而减少其蛹被攻击的风险。
这项研究的重要意义在于,它为评估生物防治剂 C. annulifera 的安全性提供了关键依据。研究人员在评估生物防治剂安全性时,往往只关注实验室条件下的结果,却忽略了生态因素对非目标物种的影响。而这项研究充分考虑了非目标物种的生态行为和环境因素,发现地下化蛹这一生态行为为非目标物种提供了避难所,降低了 C. annulifera 对它们的生态风险。这也提醒人们,在未来评估生物防治剂的安全性时,要更加全面地考虑各种生态因素和非目标物种的行为特点,这样才能更准确地判断生物防治的风险和收益,为保护加拉帕戈斯群岛的生物多样性提供更可靠的保障 。