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本文聚焦入侵植食性昆虫,阐述其化学介导的营养级相互作用。以棕带臭蝽(Halyomorpha halys)为例说明该作用在害虫管理中的应用,还介绍了环境 DNA(eDNA)等分子工具,为相关研究和防治提供思路。
入侵昆虫
入侵物种是指被引入到新生态系统的非本地或外来生物,它们有可能对经济、生态环境以及人类健康造成损害。通常认为,天敌释放(即与原生范围内共同进化的天敌在空间上分离)有助于入侵物种在新的入侵区域成功定殖、扩散,并充分利用可获取的资源。除此之外,资源的可利用性等其他因素也起着重要作用。
成功案例
对新入侵物种的研究,往往始于回顾其在原生范围内的生物学特性、生态学特征以及行为学特点,以此为在入侵区域减轻其危害的研究工作提供指导。棕带臭蝽(Halyomorpha halys (St?l))是一种原产于中国、日本和韩国的入侵性多食性臭蝽,在其原生范围内已有较为充分的研究。它入侵美国和部分欧洲地区后,造成了严重的破坏。
害虫管理
部分物种中,入侵昆虫与其他营养级之间化学介导的相互作用已得到证实,并被直接应用于害虫管理。比如,在研究棕带臭蝽时,利用谐波雷达追踪标记个体在有无聚集信息素刺激和信息素增效剂存在的情况下,在寄主苹果树的停留时间。结果发现,在有信息素诱饵的寄主上,棕带臭蝽的停留时间从 3.4 小时增加到 21.7 小时,延长了六倍。这种化学介导的作用为害虫管理提供了有效的手段。
应用分子工具
在缺乏明确的化学介导线索时,基于应用分子的工具应运而生,它们有助于监测、生物监测工作的开展,还能加深对寄主植物生态学和景观层面物种移动的基础认知。环境 DNA(eDNA)就是其中之一,它是指存在于环境中的特定生物体 DNA,可用于确认生物的存在。eDNA 技术最初是针对水生物种开发的,目前已被改进应用于包括入侵昆虫在内的陆地物种研究。
结论
入侵物种对农业生态系统而言,始终是一项严峻的挑战。深入细致地研究营养级之间以及同种生物之间的关键化学相互作用,对于开发灵敏可靠的监测工具和有效的管理策略至关重要。而且,可能需要特定的研究条件来捕捉那些难以捉摸的化学介导刺激,其中包括量化土壤 - 植物相互作用、寄主植物物候变化等因素对营养级间化学介导刺激有效性的影响。