白蛴螬生态功能诊断：基于行为学与形态学的消费者与分解者鉴别新策略

本文推荐：该研究通过改进六臂嗅觉仪（six-armed olfactometer）结合扫描电镜（SEM）技术，首次揭示了两种同域分布白蛴螬（Scarabaeoidea幼虫）的食性差异与形态适应性特征。研究发现植食性蛴螬（如蒙古异丽金龟Anomala mongolica）具有发达的触角感器（sensilla）、切割型上颚（mandibles）及掘足（fossorial setae），而腐食性蛴螬（如短突花金龟Protaetia brevitarsis）则呈现感官退化与钝爪特征。该成果为土壤害虫防控与资源化利用提供了形态学诊断新思路。

　　

引言

土壤昆虫幼虫的生态角色鉴定对害虫防控与资源利用至关重要，但形态同质化现象（如金龟总科Scarabaeoidea幼虫的C型体型）增加了鉴别难度。传统方法如叶片盘测定（leaf disk assays）或肠道内容分析（gut content analysis）对土壤隐蔽生物效果有限。本研究选取同域分布的蒙古异丽金龟（植食性）与短突花金龟（腐食性）幼虫，通过创新实验设计与显微技术揭示其食性分化机制。

材料与方法

昆虫采集与饲养：成虫通过灯诱与网捕获得，经生殖器解剖鉴定后分箱饲养。蒙古异丽金龟幼虫饲喂小麦根系，短突花金龟幼虫以发酵木屑为食，温度恒定25°C。

六臂嗅觉仪改进：将传统 nematode 行为模型装置升级为PVC材质（内径3 cm），三臂放置小麦植株（根系发育20天），另三臂作对照。饥饿24小时的3龄幼虫（n=10）置于中央室，24小时后记录分布，计算偏好指数（PI）。

显微技术：采用扫描电镜（SEM，Hitachi S-3400N，5 kV）观察触角、口器及胸足结构，冷冻切片技术分析下颚须（maxillary palp）感器横截面。

结果

栖息与食性差异：蒙古异丽金龟幼虫集中于植物根系周围，短突花金龟偏好腐殖质堆。嗅觉仪实验中，蒙古异丽金龟PI值显著为正（0.538±0.089，p=0.026），而短突花金龟无偏好（PI=?0.167±0.153）。

感官器官：植食性幼虫触角末端感器数量多7倍，下颚须指形感器（digitiform sensilla）突出表皮；腐食性幼虫感器嵌入表皮，触角粗短且无掘毛。

口器适应性：蒙古异丽金龟上颚具刃状切齿（blade-shaped incisors）和3个研磨突（heli），适于切断根系；短突花金龟上颚钝齿无切割缘，适合破碎腐殖质。

运动器官：植食性胸足股节具密集掘毛（fossorial setae），爪尖锐；腐食性胸足短粗，爪钝圆且无掘毛，腹节缺钩状刚毛（hamate setae）。

讨论

研究首次证实六臂嗅觉仪可区分土壤幼虫食性，形态学特征（如触角感器、上颚齿型）与生态功能高度关联。植食性幼虫的CO₂感应器（digitiform sensilla）和掘足结构反映其对宿主定位的适应性进化，而腐食性幼虫的退化感官符合静态取食策略。该成果为基于形态特征的害虫快速诊断提供了理论依据，避免了繁琐的物种鉴定流程。未来可密封装置以优化气体扩散路径，进一步提升检测灵敏度。

总结

白蛴螬的功能诊断需整合行为学与显微形态学证据。本研究建立的形态-功能关联模型，为土壤生态系统管理及靶向防控策略设计提供了新工具。