伊莎贝拉尤埃德斯蝶迪亚纳萨亚种(Eueides isabella dianasa)(Hübner, 1806)(鳞翅目:蛱蝶科:袖蝶亚科)触角感觉器超微结构特征及性二态性
《Zoomorphology》:Ultrastructural characterization of sensilla and sexual dimorphism in the antennae of Eueides isabella dianasa (Hübner, 1806) (Lepidoptera: Nymphalidae: Heliconiinae)
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为更好地理解涉及寄主植物搜寻与性伴侣定位的通讯机制,本研究旨在利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)鉴定雄性及雌性伊莎贝拉尤埃德斯蝶迪亚纳萨亚种(Eueides isabella dianasa)(Hübner,
为更好地理解涉及寄主植物搜寻与性伴侣定位的通讯机制,本研究旨在利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)鉴定雄性及雌性伊莎贝拉尤埃德斯蝶迪亚纳萨亚种(Eueides isabella dianasa)(Hübner, 1806)(鳞翅目:蛱蝶科)触角感觉器(sensilla)在外形态、分布及类型学上的性二态性。研究人员分析了6个个体(3雄3雌)。观察显示该物种存在性二态性,棒状触角在雌雄间具有明显外形态差异。鉴定出5类感觉器:基生感觉器(Sensilla basiconica,SBa)、腔锥感觉器(sensilla coeloconica,SCo)、刺状感觉器(sensilla chaetica,SC)、毛形感觉器(sensilla trichodea,STr)与鳞形感觉器(sensilla squamiformia,SSq)。形态测量分析揭示雌雄间部分感觉器的长度与宽度存在显著差异,提示存在功能性性二态性,尤其体现在SC I、SC III、SSq I与STr III的长度变异,以及SC III与STr III的宽度变异。结果增进了对E. i. dianasa感觉器类型的认识,并有助于理解蝴蝶尤其是尤埃德斯属(Eueides)的感官系统。
研究背景方面,昆虫依赖高度特化的触角作为主感觉器官,识别化学线索以引导寄主植物检测、产卵地选择、配偶识别、觅食与避敌等行为。触角表面密布感觉器(sensilla,昆虫体壁上的感觉附属结构),可检测化学、机械、温度与湿度等刺激。鳞翅目中昼夜性与新热带区类群的感觉器超微研究仍较缺乏,伊莎贝拉尤埃德斯蝶迪亚纳萨亚种(Eueides isabella dianasa)(Hübner, 1806)(蛱蝶科:袖蝶亚科)虽有农业重要性,但其触角感觉器超微结构此前无文献记录。因此研究人员以SEM表征雌雄个体触角感觉器并评估形态变异。论文发表于《Zoomorphology》。
主要技术方法上,样本为巴西阿拉戈斯州Rio Largo田间采集卵簇,饲喂西番莲(Passiflora edulis)叶室内繁育获得的3雄3雌成虫触角。关键方法包括低温麻醉、2.5%戊二醛固定、梯度乙醇脱水、导电碳双面胶装样、金溅射镀膜,以及20 kV扫描电镜(SEM)成像;使用PixelPro软件测感觉器长与宽,采用完全随机设计并以Tukey检验在5%水平比较均值。
研究结果如下。
比较触角形态:研究人员发现雌雄触角均为棒状、直形,端部膨大呈黄色棒部;雄虫鞭节背面色深近黑、腹侧端段黄,雌虫背腹均黄。SEM显示雄虫远端鞭节段纺锤形,雌虫棒状,存在明显形态性二态。
感觉器类型:雌雄均含五类,即刺状感觉器(SC)、鳞形感觉器(SSq)、毛形感觉器(STr)、基生感觉器(SBa)与腔锥感觉器(SCo)。
刺状感觉器(SC):脊状表面、圆窝着生,按长度分SC I(>40 μm)、SC II(25–40 μm)、SC III(<25 μm);为雌雄鞭节最丰富类型。
鳞形感觉器(SSq):鳞片状但更细长,基段表观密度高、向顶端递减;分SSq I(>40 μm)与SSq II(15–40 μm),为第三丰富类型。
基生感觉器(SBa):单亚型,近远端鞭节少量分布,略弯、贴伏于表面,形态近似毛形感觉器。
毛形感觉器(STr):毛状渐尖,分STr I(>30 μm)、STr II(15–30 μm)、STr III(<15 μm);雄虫STr II多腹侧,STr III集中远端,STr I雄虫见于柄节附近背侧且两性别均少。
腔锥感觉器(SCo):菊瓣状中央腔与纵脊,雌雄各一型;雌虫出现于远端腹侧及第2、3鞭节背侧,雄虫主要分布于远端背侧。
形态测量分析:SBa长短宽均无显著雌雄差。SC I雄长于雌且显著;SC III雄宽显著更大。STr III长短与宽度雄均显著大于雌;STr I、II无显著差。SSq I雌长显著大于雄,SSq II无显著差。SCo因被表皮微突遮挡未能精确测量。
讨论部分总结:雌雄感觉器类型相同,性二态体现为形态与空间分布差异;这契合蛱蝶科因较少依赖长距离信息素定位配偶而天线性二态弱的趋势。毛形感觉器(STr)多孔、广布,关联嗅觉与信息素及寄主挥发物感知;刺状感觉器(SC)主司机械感受,具孔型兼化学感受;基生感觉器(SBa)多孔嗅觉,本种仅单亚型,少于Caligo illioneus illioneus的双亚型且不同于Danaus gilippus的缺失;鳞形感觉器(SSq)主司触觉保护与可能挥发物检测,本种分两亚型而异于他种无亚型或缺失;腔锥感觉器(SCo)具嗅觉、温度与微气候线索检测功能。研究人员强调尺寸与分布差属结构型性二态,是否转为感觉表现或行为阈值需生理实验验证。
结论部分译为:E. i. dianasa触角在感觉器形态、分布与尺寸上呈性二态。雌雄均鉴定出五类感觉器:基生感觉器(SBa)、刺状感觉器(SC)、鳞形感觉器(SSq)、毛形感觉器(STr)与腔锥感觉器(SCo);其中三类按尺寸分亚型:刺状感觉器(SC I、SC II、SC III)、鳞形感觉器(SSq I、SSq II)与毛形感觉器(STr I、STr II、STr III)。该方法为E. i. dianasa形态、感觉生态与行为响应,以及蛱蝶科尤其袖蝶亚科触角感觉器研究提供框架。