鞘翅目锹甲科幼虫发声行为研究新进展
发布时间:2023年10月09日 作者:董旭铭、姜碌
锹甲是一类著名的观赏性昆虫,其雄性通常具有发达且形态多样的上颚,因而备受国内外昆虫爱好者们的关注。
锹甲科昆虫的幼虫与其他金龟总科昆虫一样,呈“C”字型,是典型的蛴螬型幼虫。锹甲的幼虫通常生活在朽木中,由于幼虫的研究相对薄弱,我们在野外采集到的锹甲幼虫,常常面临无法鉴定的问题。
沈阳农业大学幼虫分类研究组以斑股深山锹甲Lucanus dybowski,孔夫子锯锹Prosopocoilus confucius,以及长颈鹿锯锹甲Prosopocoilus girafa为研究对象,他们最新的研究发现,这些锹甲幼虫的中后足具有形态各异的发音器:中足股节由一排颗粒状发声齿构成的声锉,后足转节由一排横脊构成的刮器,在不同种类间形态差别显著。
A. 斑股深山锹甲幼虫;B. 孔夫子锯锹甲幼虫;C. 长颈鹿锯锹甲幼虫
a. 斑股深山锹甲幼虫中足(外侧);b. 斑股深山锹甲幼虫后足(内侧);c, d. 斑股深山锹甲幼虫发音器放大;e, f. 孔夫子锯锹甲幼虫发音器放大;h, i. 长颈鹿锯锹甲幼虫发音器放大;c, e, g. 中足声锉;d, f, h后足刮器.
基于大规模的人工饲养和生物学观察,研究团队发现锹甲幼虫常用后足摩擦中足,能发出人耳可辨别的微弱声音,并成功通过实验技术采集到了采集到了斑股深山锹甲Lucanus dybowski、孔夫子锯锹甲Prosopocoilus confucius和长颈鹿锯锹甲P. girafa的声音信号。
a. 斑股深山锹甲幼虫声音信号;b. 孔夫子锯锹甲幼虫声音信号;c. 长颈鹿锯锹甲幼虫声音信号
经过数据分析,三种锹甲幼虫声音特征差异显著。斑股深山锹甲幼虫声音为单音节低频声(~210 Hz);孔夫子锯锹甲幼虫声音为三音节低频声(~280 Hz);长颈鹿锯锹甲幼虫发出双音节低频声(~260 Hz)。三种幼虫的声音特征也表现出与声发音器形态学相吻合的种间差异。PCA分析结果显示幼虫发声具有明显的物种特异性,亲缘关系越近的种类,声音信号相似度越高,发音器形态越相似。
本研究结果为锹甲科幼虫的活体识别提供新的途径,为人类发现幼虫、识别幼虫、破解幼虫生命规律提供了新思路。本文第一作者董旭铭现为沈阳农业大学幼虫分类研究组科研助理,通讯作者是姜碌副教授。本研究受到了国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。该研究结果已在线发表于Arthropod Structure & Development,https://doi.org/10.1016/j.asd.2023.101300