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为解决利用蚊子基本振翅频率进行物种鉴定的准确性问题,研究人员对埃及伊蚊(Ae. albopictus)和致倦库蚊(Cx. quinquefasciatus)的振翅频率及声学行为展开研究。结果发现不同阶段频率有差异,且影响交配。该研究有助于制定物种特异性管理计划。
在夏日的夜晚,当我们耳边响起 “嗡嗡” 声时,那可能是蚊子正在悄然靠近。蚊子不仅烦人,还是多种疾病的传播媒介,如疟疾、登革热等,严重威胁人类健康。传统的蚊子监测和控制方法往往依赖形态学特征,需要专业人员进行鉴定,既耗时又费力。而利用蚊子振翅频率进行物种鉴定的技术虽有潜力,但目前仍面临诸多问题。例如,不同蚊子物种的振翅频率存在重叠,且蚊子在不同生命阶段振翅频率的变化情况尚不明确,这使得基于振翅频率的物种鉴定准确性大打折扣。为了解决这些问题,国防研究实验室(Defence Research Laboratory,DRL)的研究人员开展了一项关于埃及伊蚊和致倦库蚊声学行为及飞行音调频率变化的研究,研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了探究蚊子的声学行为和飞行音调频率变化,采用了多种技术方法。首先,他们在实验室饲养了埃及伊蚊、致倦库蚊、克劳氏按蚊(An. crawfordi)和骚扰阿蚊(Ar. subalbatus)四种蚊子,在 27±2 °C、70 - 80% 相对湿度的环境下培养。然后,使用‘Zoom H1n handy recorder’在特定条件下录制蚊子的振翅声音,并通过 Raven Pro 1.6.1 声音分析软件对录制的声音文件进行分析。同时,运用 MS Excel 和 R 统计软件进行数据处理和分析。
研究结果
- 不同物种蚊子的振翅频率差异:研究发现,四种研究物种的典型振翅频率存在显著差异(F = 81.62;df = 151;p < 0.001)。埃及伊蚊的振翅频率最高(463.83Hz - 541.03Hz ± 18.06),其次是致倦库蚊(366.26Hz - 437.42Hz ± 14.94)、骚扰阿蚊(347.47Hz - 369.64Hz ± 5.56)和克劳氏按蚊(295.29Hz - 338.29Hz ± 10.92)。此外,雄性和雌性埃及伊蚊、致倦库蚊产生的振翅频率也不同,雄性蚊子的振翅频率更高12。
- 蚊子振翅频率随时间的变化:埃及伊蚊和致倦库蚊在羽化后的不同时间点,振翅频率会发生变化。埃及伊蚊刚孵化时振翅频率很低(1 小时 - 314.10Hz ± 10.39SD),之后逐渐增加,24 小时后趋于稳定(499.28Hz ± 18.06SD),直到吸血前都保持在该水平。致倦库蚊在羽化初期振翅频率也较低,36 小时后趋于稳定(381.99Hz ± 25.31SD)。而且,两种蚊子在吸血后振翅频率会升高,产卵后则略有下降3。
- 振翅频率与交配行为的关系:在埃及伊蚊和致倦库蚊中,雄性第一谐波(M1)和雌性第二谐波(F2)的振翅频率收敛,形成单一的组合谐波,这对配偶选择至关重要。研究观察到,埃及伊蚊中,只有成年个体的F2?M1会收敛(1400 - 1500Hz),从而在群聚时引发交配前的相互作用,而成年雄性的M1谐波与未成熟雌性的F2谐波不会收敛45。
研究结论与讨论
这项研究表明,蚊子的振翅频率会根据其行为模式和成年阶段的不同时间点而变化。例如,蚊子在羽化后、吸血、产卵等不同阶段,振翅频率都有所不同。而且,不同物种蚊子的振翅频率存在重叠,这使得仅依靠振翅频率进行准确的物种鉴定变得困难,因为野外蚊子群体组成复杂,处于不同行为阶段。然而,研究也发现振翅频率在蚊子交配行为中起着重要作用,通过对其深入了解,有助于开发针对特定物种的蚊子控制策略,如设计基于振翅频率的诱捕装置。这一研究为疾病媒介管理提供了新的思路和方法,对减少蚊子传播疾病的风险具有重要意义。