引入性蚜虫寄生蜂的天敌释放效应不显著:对生物入侵与生物防治的启示

《Biological Invasions》:Enemy release of introduced aphid parasitoids does not affect their establishment

【字体: 时间:2026年01月11日 来源:Biological Invasions 2.6

编辑推荐:

  本研究针对天敌释放假说(ERH)在生物入侵中的作用,通过分析29种引入北美的蚜虫寄生蜂及其54种重寄生蜂的259种关联数据,发现尽管引入的初级寄生蜂在新范围内经历了部分天敌释放(原生范围平均8.8种重寄生蜂 vs. 新范围7.4种),但天敌释放程度对寄生蜂的定殖成功率(18种成功 vs. 11种失败)及生物防治效果无显著影响。该研究揭示了广布性重寄生蜂(如Charipinae亚科)的跨区域存在及新范围内更普遍的泛化型重寄生蜂(如攻击蛹期的mummy hyperparasitoids)可能削弱ERH的预测价值,为入侵生物学与生物防治策略提供了关键证据。

  
当外来物种入侵新环境时,它们是否因逃脱原生天敌的制约而更容易成功?这一被称为“天敌释放假说”(Enemy Release Hypothesis, ERH)的理论长期被视为解释生物入侵成功的关键机制。然而,验证ERH面临巨大挑战:多数研究仅关注成功入侵案例,缺乏对失败案例的对比分析。尤其在生物防治领域,引入的天敌昆虫(如寄生蜂)自身可能被更高级的天敌——重寄生蜂(hyperparasitoids)攻击,这种多层 trophic 互作如何影响防治效果仍是未解之谜。
为厘清ERH在经典生物防治中的适用性,Miriam Kishinevsky等研究人员在《Biological Invasions》发表论文,以北美引入的蚜虫寄生蜂为模型,系统性探讨了重寄生蜂在原生与新范围内的分布差异及其对寄生蜂定殖与控害效果的影响。研究团队整合了BIOCAT数据库及文献记录,构建了包含29种蚜虫初级寄生蜂(主要为Aphidiinae亚科和Aphelinus属)与54种重寄生蜂的259种关联数据集,涵盖1923至2012年间引入北美的物种。通过比较原生范围(欧、亚、非大陆)与新范围(北美)的重寄生蜂物种组成,并结合系统发育回归模型(PGLMM)等统计方法,揭示了三个核心发现:首先,引入寄生蜂虽经历部分天敌释放(平均减少1.4种重寄生蜂),但释放程度与定殖成功率无显著关联;其次,广布性重寄生蜂(如Charipinae类)在两地高度重叠,削弱了ERH效应;最后,新范围内的重寄生蜂群落更偏向泛化型物种(generalists),且以攻击蛹期的mummy hyperparasitoids为主,但其生态特性变化未影响寄生蜂的建立。
研究的关键技术方法包括:(1)基于文献与数据库(如BIOCAT 2010.4)筛选目标物种的引入历史与地理分布;(2)通过Google Scholar和Web of Science系统性检索宿主-重寄生蜂关联记录,并依据形态学与地理分布数据分类关联类型(仅原生范围、仅新范围、两地共存);(3)利用系统发育广义线性混合模型(PGLMM)分析天敌释放程度与定殖/控害成功的关联,并控制研究偏差(如文献发表量);(4)通过相关性检验与配对t检验比较重寄生蜂的功能性状(如寄生范围、攻击发育阶段)在两地差异。
结果1:天敌释放存在但定殖无关性
研究发现,成功定殖的18种寄生蜂中,14种经历了天敌释放(如Lysiphlebus testaceipes的释放程度达1.789),但其程度(通过超寄生蜂物种数差异标准化计算)与定殖概率无统计学显著性(PGLMM, Z=0.82, p=0.41)。功率分析表明,若效应强度提升至观测值的2.59倍,才可能被检测到,说明当前数据足以排除中等以上ERH影响。
结果2:广布性重寄生蜂主导关联重叠
超寄生蜂物种的宿主泛化程度与其地理分布呈正相关(r=0.88, p<0.0001)。例如,9种广布性重寄生蜂(如Charipinae物种)占全部关联的48%,且其中74%的关联在原生与新范围共存。这种“生态位广度-入侵成功”特性导致寄生蜂在两地面临的敌害群落高度相似。
结果3:新范围重寄生蜂性状偏移
新范围内的重寄生蜂中,攻击蛹期的mummy hyperparasitoids比例显著高于原生范围(配对t检验, t=2.64, p=0.02),且其平均宿主范围更广(t=4.31, p=0.0008)。例如, idiobiont ectoparasitoids(如Pteromalidae科物种)因生理适应性要求低,更易攻击新宿主。
讨论与意义
本研究首次通过大尺度比较验证了ERH在生物防治天敌引入中的局限性。结果表明,天敌释放虽存在,但因重寄生蜂的广布性及性状偏移(如泛化型物种优势),其生态效应被削弱。这一发现挑战了ERH在预测入侵成功中的普适性,强调需结合天敌的功能性状(如专化性)与时空动态评估生物防治风险。此外,重寄生蜂的泛化特性可能通过表观竞争(apparent competition)影响本地寄生蜂群落,警示生物防治需关注多营养级联效应。未来研究应聚焦超寄生率(hyperparasitism rates)的定量监测,并结合分子鉴定技术提升关联数据的准确性,以优化入侵物种管理策略。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号