《Ecological Entomology》：Preference-performance relationship in the thistle tortoise beetle: Implications for its realised host range
编辑推荐：
1.植食性昆虫寄主植物偏好的进化约束既是理论问题也具有实践重要性。由于幼虫移动能力有限，自然选择应促使成虫做出优化幼虫存活的寄主选择，这种最优寄主利用预期会强化特化进化，该概念被表述并检验为“偏好-表现假说”（preference-performance hy
1.植食性昆虫寄主植物偏好的进化约束既是理论问题也具有实践重要性。由于幼虫移动能力有限，自然选择应促使成虫做出优化幼虫存活的寄主选择，这种最优寄主利用预期会强化特化进化，该概念被表述并检验为“偏好-表现假说”（preference-performance hypothesis, PPH），预测成虫偏好与幼虫表现呈正相关。2. 研究人员通过一系列选择与非选择实验，检验了用于蓟杂草生物防治的寡食性龟甲虫蓟刺甲（Cassida rubiginosa）的偏好-表现关系，假设基于嗅觉、最终落位、取食强度和产卵的成虫寄主选择具有适应性，并反映幼虫表现（存活）的最优寄主。3. 与PPH一致，所有成虫偏好指标与幼虫表现均呈正相关：嗅觉计实验的成虫偏好与幼虫存活显著但弱相关，解释变异27.6%；取食量测量的偏好相关性最强，解释72.5%；实验结束时落位偏好解释69.4%；产卵与孵化幼虫数分别解释46.8%和48.7%。4. 尽管偏好与表现存在显著正相关，成虫寄主偏好仅是幼虫表现的中等预测因子；成虫表现出较大寄主选择灵活性，在大多数Cardueae寄主上表现相当，这可能源于幼虫对物理化学防御更敏感，以及生活史阶段间寄主范围的进化滞后，实际寄主范围的扩展将受幼虫适应次优寄主能力的限制。
研究背景与问题提出
植食性昆虫的进化历史强烈约束其当代生态，系统发育界限决定“基础寄主范围”（fundamental host range），而自然选择塑造的更窄“实际寄主范围”（realised host range）常被认为符合最优寄主利用。对于全变态昆虫，幼虫移动力受限使成虫产卵选择关乎子代适合度，由此提出偏好-表现假说（PPH），预测成虫偏好与幼虫表现正相关，但已有检验中相关强度从弱到强不等且存在大量未解释变异。除幼虫适合度外，成虫自身取食适合度、亲代-子代冲突、生态拟合（ecological fitting）等非适应性解释亦被提出。在生物防治实践中，预测释放_agent的实际寄主范围及演化潜力具重要应用价值。蓟刺甲（Cassida rubiginosa）是原产于欧亚、专食Cardueae族（菊科）的寡食性种类，2007年引入新西兰防控田地蓟（Cirsium arvense），此前研究提示其幼虫存活与成虫偏好随与主要寄主系统发育距离增加而下降，但二者是否存在正式PPH关系及成虫自身表现关联尚未量化。研究人员因此在新西兰利用16种Cardueae植物，系统检验PPH并评估成虫偏好对幼虫与成虫表现的预测力。
主要技术方法
研究人员采用先前已发表的幼虫非选择存活实验（2013/2014年春夏季，5块随机完全区组、每物种5盆、每盆接12头初孵1龄幼虫至羽化为止）、成虫非选择表现实验（2015年春、4区组64盆、每盆2雄2雌、记录取食孔与卵块并孵化计数）、玻璃静气流嗅觉计单选择与双选择实验（仅雌虫、以Cirsium arvense为对照、6小时抉择）、双选择笼养实验（2016年春、C. arvense与另15种两两配对、3天后记录落位/取食/产卵/孵化），统计上以偏好指数（PI，0–1比例）配对幼虫存活比例，用准二项广义线性模型（quasi-binomial GLM）与logistic回归求deviance-R2，并用三参数渐近非线性回归分析成虫偏好与成虫非选择表现关系，所有数据为新西兰AgResearch Lincoln田间与温室已有公开数据。
研究结果
成虫偏好与幼虫表现
嗅觉计实验中，单选择无显著关系；双选择中成虫雌虫选择与目标幼虫存活显著正相关但弱（deviance R2=0.276），说明接触前仅靠气味判别力有限。笼养双选择中，最终落位、取食强度、卵块数、孵化幼虫数四种偏好指标均与幼虫存活显著正相关，取食强度最强（R2=0.725），落位次之（R2=0.694），产卵与孵化中等（R2=0.468与0.487）。表明多感官接触（视觉、触觉、味觉辅以嗅觉）提升寄主质量判别，但产卵并非完美代理。
成虫偏好与成虫表现
非线性回归显示，四种偏好指数（落位、取食孔、卵块、孵化幼虫）与成虫非选择表现（取食孔、卵块、孵化数）均显著相关，取食强度作偏好时解释力最高（伪R2最高0.631），其余PI伪R2在0.376–0.573。成虫自身表现随偏好上升快速进入平台，说明成虫在多数Cardueae上取食繁殖表现相近，不同于幼虫表现随系统发育距离下降的模式。
讨论与结论翻译
与PPH一致，蓟刺甲雌虫寄主选择与幼虫表现正相关，除单选择嗅觉外皆成立；双选择嗅觉虽显著但弱于接触型测试，提示接触多模态线索改善选择。取食量与终末落位相关性最高，但取食量受低质寄主补偿取食干扰。产卵与孵化中等相关，反映成虫与幼虫所受选择压存在脱节：幼虫对毛状体密度等物理防御更敏感（如Cirsium palustre、C. vulgare毛密致初龄幼虫难达叶面），而成虫可耐受；生活史阶段间寄主范围进化滞后亦存在（成虫拒Echinops ritro而幼虫低存活可完成、成虫取食Carthamus lanatus而幼虫0存活）。成虫偏好并未比幼虫表现更好预测成虫自身表现。系统发育距离先前解释成虫偏好强、幼虫存活中等，加入比叶面积（SLA）后幼虫模型改善，证幼虫更易受物种特异性防御影响。对生物防治而言，PPH正向关系支持特化选择，但产卵偏好仅中等预测力、成虫灵活性大，新西兰田间已见其在低排名寄主Centaura nigra及非靶作物洋蓟（Cynara scolymus）上取食，归因引入地天敌松弛提供的“无天敌空间”（enemy-free space）可能抵消次优寄主劣势；但实际寄主范围扩展仍受幼虫适应次优寄主能力制约。研究人员结论：蓟刺甲成虫偏好与幼虫存活显著正相关但不完全同步，成虫保留较大行为可塑性，任何实际寄主范围扩张须以幼虫能适应次优寄主为前提；在生物防治代理筛选中，可将选择/非选择试验直接用于量化偏好-表现契合度，以辅助判断特化水平与非靶风险。
（全文约1500汉字）
