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为探究干旱地区蚊子如何获取植物糖分及生存策略,研究人员以大盐湖周边 15 种开花植物为对象,用本地淡色库蚊(Culex pipiens)开展实验室生存实验,并结合野外采样与花物候数据。发现 4 种本土被子植物显著提升蚊子存活率,且花物候与蚊子糖分摄食丰度趋势一致,为蚊媒生态管理提供新视角。
在干旱生态系统中,蚊子的生存与植物资源的时空分布紧密相关。作为依赖植物源营养的昆虫类群,成年蚊子在干旱环境中面临着持续获取糖分的挑战。大盐湖周边干旱高海拔洪泛区是盐漠灌丛与碱性淡水湿地的交汇地带,植物群落包含丰富的本土和入侵花卉物种,但目前关于该区域蚊子对本地花卉的依赖程度及资源稀缺性的研究尚不充分。理解蚊子与开花植物的互作关系,不仅有助于揭示蚊群动态的生态基础,更能为蚊媒疾病防控和生态管理提供关键科学依据。
为此,美国犹他大学(University of Utah)与盐湖城灭蚊区(Salt Lake City Mosquito Abatement District, SLCMAD)的研究团队开展了系统性研究。研究以大盐湖周边常见的 15 种开花植物为对象,通过实验室生存实验、野外糖分摄食频率采样及花物候数据分析,揭示了蚊子对本土花卉的依赖性及其与环境资源的动态关联。相关成果发表在《Arthropod-Plant Interactions》,为干旱地区蚊媒生态研究提供了重要参考。
主要技术方法
研究采用多维度技术手段:
- 实验室生存实验:利用本地采集的淡色库蚊(Culex pipiens)品系,在控制条件下测试其在 15 种花卉(含本土与非本土物种)上的 10 天存活率,以 10% 蔗糖溶液为阳性对照,纯水为阴性对照,每组设置 3 个重复。
- 野外采样与糖分检测:在大盐湖湿地 6 个站点(涵盖城乡梯度),使用改良的 3D 打印 CDC 诱蚊灯(不含 CO?)每周采集蚊子,通过冷蒽酮试验(cold anthrone test)检测其肠道内的碳水化合物,判断糖分摄食情况。
- 花物候数据分析:从 iNaturalist 平台提取 4 种高存活率花卉(如 Rocky Mountain beeplant Cleome serrulata)的犹他州观测数据,分析花期与蚊子糖分摄食丰度的相关性。
研究结果
本土花卉显著提升蚊子存活率
实验室结果表明,4 种本土被子植物 —— 锯齿蛾蝶花(Cleome serrulata)、 incarnate 马利筋(Asclepias incarnata)、艳丽马利筋(Asclepias speciosa)和蓝马鞭草(Verbena hastata)—— 在 10 天实验中支持最高蚊子平均存活率(50%-63.8%),显著高于非本土花卉(如柽柳Tamarix chinensis存活率 25.4%)。阳性对照蔗糖组存活率约 75%,而阴性对照纯水组仅 2%。
花物候与蚊子糖分摄食动态同步
野外数据显示,4 种高存活花卉的物候期(如 5 月中旬至 7 月底的开花高峰)与蚊子糖分摄食丰度呈正相关。花期内,蚊子糖分摄食频率升高;花期结束后,两者均下降。这种同步性在干旱景观中尤为显著,反映了花卉短暂盛开期对蚊群营养获取的关键影响。
入侵植物的潜在作用与局限性
尽管部分入侵植物(如柽柳、白顶草Cardaria draba)在实验室中支持中等存活率(19%-25%),但其花器官易干燥的特性可能影响实验结果。野外观察发现,蚊子偶尔摄食入侵植物,但其广泛分布可能在本土花卉稀缺时成为补充资源。
结论与讨论
本研究首次系统揭示了干旱灌丛生态系统中蚊子对本土花卉的依赖性,证实本土植物在维持蚊群生存中的核心作用,并发现花物候与蚊子营养获取的时空耦合性。研究结果表明,干旱环境中花卉资源的短暂性可能导致蚊群面临营养不良风险,这为理解蚊媒疾病传播的生态驱动因素提供了新维度。
研究同时指出,入侵植物虽非最优糖分来源,但其在人类活动区域的广泛分布可能影响蚊子的空间分布与防控难度。结合花物候数据优化蚊媒控制策略(如靶向花期的杀虫剂应用或吸引性有毒糖饵 ATSB 技术),有望提升干旱地区蚊害管理的可持续性。
该研究不仅填补了北美干旱地区蚊子 - 植物互作的知识空白,更强调了基础生态学研究在蚊媒综合管理中的重要性。未来可进一步结合蚊体内植物 DNA 分析,验证野外摄食的具体植物种类,并深入解析花卉紫外反射、气味挥发物等吸引机制,为开发环境友好型防控技术提供理论支撑。