实验室光照条件下小型蛾类Eueupithecia vollonoides隐秘交配行为的表征研究及其在生物防治中的应用

本研究针对蛾类交配行为观察中光照条件标准缺失的难题，以对人工光源极度敏感的Eueupithecia vollonoides为模型，通过单色红光LED（630 nm）视频记录技术，首次揭示了该蛾的性信息素腺体结构与交配行为特征。研究发现雌蛾通过腹部囊状腺体（SPG）释放信息素，雄蛾采用翅拍打-腹部弯曲的特异求偶策略，为生物防治剂的行为调控提供了关键依据。

　　

在昆虫行为学研究领域，夜间活动的蛾类交配行为观察长期面临一个尴尬困境：研究者需要光照来观察，而光源本身又会干扰研究对象。这种矛盾在小型几何蛾科（Geometridae）昆虫中尤为突出，它们对人工光源的敏感性使得传统观察方法几乎失效。以澳大利亚引进的南美原产蛾类Eueupithecia vollonoides为例，这种用于控制杂草Parkinsonia aculeata的生物防治剂，其交配行为研究一直受阻于雌虫"呼叫"（calling）行为的隐蔽性和对光照的极端敏感性——雌虫甚至会在观察者接近时立即停止释放信息素。

面对这一挑战，来自澳大利亚昆士兰大学和联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的研究团队开展了一项创新性研究。他们发现现有文献中仅32%的蛾类行为研究（n=420）详细记录了光照参数，且多数仅提及使用"红光"而缺乏具体波长或强度数据。这种信息缺失使得针对光敏感物种的实验设计缺乏参考依据。为此，研究人员首先通过文献计量分析（使用R语言的pdfsearch和tidytext包）系统评估了133项相关研究的光照报告标准，发现不同研究团队对同种蛾类（如卷叶蛾Choristoneura rosaceana）使用的光照条件存在显著差异。

为解决E. vollonoides的观察难题，研究团队开发了一套非干扰式实验方案：采用630 nm单色红光LED（BlockBlueLight Twilight Red Light）配合Panasonic HC-V380摄像机进行全暗环境记录。这种波长接近红外光谱的光源既保证了视频清晰度，又最大程度减少了行为干扰。通过解剖学研究发现，雌蛾具有典型的囊状性信息素腺体（saccular pheromone gland, SPG），该腺体在呼叫时会从腹部末端伸出100-500 μm，其脉动性收缩特征首次通过视频被完整记录。交配行为分析显示，雄蛾会从侧后方接近雌蛾，通过单侧翅拍打和腹部弯曲完成交配器对接，最终形成"首尾相连"（end-to-end）或"并排"（side-by-side）的独特交配姿态。

关键技术方法包括：1）通过野外预实验确定交配活动高峰时段（0000-0400 h）；2）使用630 nm单色LED光源视频记录系统；3）解剖学方法表征SPG结构；4）行为学分析框架量化呼叫持续时间（x=113 min）和交配成功率（67%）；5）温度（18.1-28.4°C）和湿度（64.4% RH）环境控制。

研究结果揭示多个重要发现：
【Diel Mating Patterns】通过子代产量反推证实交配主要发生在暗期后半段（0000-0600 h），部分雌虫呼叫可持续至光期（最晚1125 h）。
【Female Pheromone Glands】67%的雌虫表现出周期性腹部末端外翻行为，SPG平均长度1707.5±97.6 μm（n=10），单次呼叫持续时间（291.5 min）显著长于多次呼叫个体（70.1 min）。
【Courtship and Copulation】成功记录30对蛾类交配序列，雄蛾采用"翅拍打-腹部弯曲"的特异求偶策略，平均交配时长109.1±8.44 min（n=30）。

这项研究的意义在于：1）建立了光敏感蛾类行为研究的标准化光照方案；2）首次证实Sterrhinae亚科（几何蛾科）存在第三种具有SPG的物种；3）为E. vollonoides与其近似种E. cisplatensis的杂交风险评估提供行为学基础；4）开发的630 nm单色光视频技术可推广至其他隐秘行为研究。论文发表于《Journal of Insect Behavior》，为生物防治剂的繁育优化和野外监测（如信息素陷阱设计）提供了关键技术支撑，同时呼吁学界在行为学研究中规范光照参数的报告标准。