光依赖性进食时间对水黾（Aquarius paludum，半翅目：黾蝽科）每日蜕皮时间的影响

《Physiological Entomology》：Light-dependent effects of feeding timing on the daily timing of ecdysis in the water strider Aquarius paludum (Hemiptera: Gerridae)

　　

摘要

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昆虫脱皮的时机通常受限于昼夜节律的特定阶段；然而，这一昼夜节律调控仅见于少数不完全变态物种，进食时机对其表达是否具有调节作用尚不清楚。由于刚完成脱皮的个体尤其容易受到捕食和同类相食的影响，脱皮时机的精确性可能是自然选择的目标。在本研究中，我们检验了进食时机是否影响水黾Aquarius paludum（Fabricius）（半翅目：黾蝽科）若虫脱皮事件的日分布，以及这一效应是否依赖于光照条件。孵化后的若虫在15.5小时明期∶8.5小时暗期（15.5 L∶8.5 D）或连续光照（24 L）条件下饲养，设四种进食方案（每日喂食三次，或在明期的开始、中间或结束时各喂食一次），并在全部五个若虫龄期内每日三次记录脱皮事件。分层对数线性模型显示光照条件、进食方案和观察时间之间存在显著的三元交互作用（G² = 29.68，df = 6，p < 0.001）：进食时机仅在明暗周期下对脱皮分布产生修饰作用。在各龄内，均观察到一致的时序变化，即脱皮事件在第一个主要日集中于傍晚，随后向次日的早晨转移，这一模式在两种光照条件下均出现，与昼夜节律调控一致。同调度指数在15.5 L∶8.5 D条件下显著高于24 L条件下（p = 0.030），表明在缺少明暗周期时脱皮的时序精度降低。这些结果为不完全变态昆虫中进食时机与光环境相互作用以塑造脱皮昼夜节律时机提供了首个证据，将脱皮昼夜/生物钟调控的证据从此前仅有少数描述的物种中加以扩展。

日文摘要

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许多昆虫的脱皮时机受限于昼夜节律的特定相位（昼夜节律调控），但描述该现象的不完全变态昆虫极为稀少，进食时机能否修饰其表达尚未阐明。脱皮刚完成的个体对捕食和同类相食特别脆弱，因此脱皮时机的精确性可能受到自然选择的作用。本研究检验了黾蝽Aquarius paludum（Fabricius）（半翅目：黾蝽科）中进食时机是否影响若虫脱皮事件的日分布，以及该效应是否依赖于光照条件。孵化后的若虫在15.5小时明期∶8.5小时暗期（15.5 L∶8.5 D）或连续光照（24 L）条件下，以四种进食方案（每日喂食三次，或在明期的开始、中间或结束时各喂食一次）饲养，并在全部五个若虫龄期内每日三次记录脱皮事件。分层对数线性模型显示光照条件×进食方案×观察时间的三元交互作用显著（G² = 29.68，df = 6，p < 0.001），表明进食时机仅在明暗周期下修饰脱皮分布。各龄内，在两种光照条件下均观察到一致的时序模式，即脱皮在第一个主要日集中于傍晚，随后转移至次日的早晨，这与昼夜节律调控相符。同调度指数在15.5 L∶8.5 D条件下显著高于24 L条件下（p = 0.030），表明在缺少明暗周期的条件下脱皮的时序精度降低。这些结果为不完全变态昆虫中进食时机与光环境相互作用以塑造脱皮昼夜节律时机提供了首个证据，扩展了迄今仅在极少数物种中描述的脱皮昼夜/生物钟调控的证据。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据集和R分析脚本可在Dryad数字存储库中获取（Kishi, 2026）https://doi.org/10.5061/dryad.cc2fqz6nx。