第五章昆虫与植物的关系(一).ppt

第五章 昆虫与植物的关系（一）：概述 本章和以后的两章将重点论述植物与昆虫的关系。本章概述研究植物与昆虫关系及意义及植食性昆虫的食性分化，第6章重点介绍植物的次生物质，第7章将讲述昆虫对植物的选择和利用。 本章内容 昆虫与植物关系的重要性 昆虫对植物的为害程度 植食性昆虫的概况 寄主主植物的分化 植食性昆虫：是植物分类学家吗？ 重要的书目 钦俊德. 1987. 昆虫与植物的关系——论昆虫与植物相互作用及其演化. 北京：科学出版社 Visser J H. 1987. Host odor perception in phytophagous insects. Annu Rev Entoml, 31: 121~144. Schoonhoven L M, Jermy T, van Loon J J A. 1998. Insect-Plant Biology, from Physiology to Evolution. London: Chapman Hall. 1 昆虫与植物关系的重要性 昆虫与植物的关系越来越受到生物学家和农学家的重视，其原因主要有3点。 植物是一切异养生物的基本能量来源，而其演化成的丰富多样性可以说是动物长期取食的结果。昆虫形态和生活史的无可比拟的多样性，是形成当今植物世界的动力之一。除了植物和昆虫之外，在生物界可能再也找不到这样两个可以在形式和范围上相互比较的类群，因此，昆虫和植物的关系是生物学中地位独特和内容丰富的研究领域（Schoonhoven et al．，1998）。 2 昆虫对植物的为害程度 据估计，昆虫取食植物年生物量的10％（见图5.2）。热带森林中的切叶蚁可以取食林木年叶生物量的17％，刺吸昆虫所造成的损失较难统计，在1％～6％之间。 昆虫对植物叶面的为害所造成的损害甚至比去除某些叶片还要大，因为伤口的生理作用可以系统地传递到其他部位。昆虫为害部位的数量比损害的整个面积更加重要。 3 植食性昆虫的概况 据最近统计，昆虫的总数比人们预想的要多得多，有1000万种甚至更多（May 1992；Pimm et al．1995）。已定名的昆虫约 100万种，约有一半（40多万种）是植食性的，它们依赖大约30万种维管植物生活（Schoonhoven et al．1998）。 昆虫和植物关系的一个重要特点是，昆虫都是专食者（specialist feeder）。 4 寄主植物的分化 寄主植物的分化是一种规律，无一例外。据统计，在3个以上不同植物科上取食的植食性昆虫种类不到10％（见表 5.2）。 第一，寄生于草本植物上的昆虫比寄生于灌木和木本植物上的昆虫表现出较高的寄主分化，因为草本植物比木本植物在生活史和化学组成上有更大的多样性，在草本植物上取食的昆虫因而具有更高的适应性； 第二，小型昆虫比大型昆虫更具有寄主植物的特化性，可能是由于大型昆虫觅食较难而较少有选择性的缘故； 第三，窄食性昆虫一般喜欢在幼嫩叶上取食，而广食性昆虫则选择取食成熟叶片。幼嫩叶一般营养丰富，但有毒成分含量高。即使是多食性昆虫，尽管其寄主范围较广，也不是取食所有的植物。 寄主植物范围（host-plant range）和取食植物范围（food-plant range）非常接近，但有时却不尽相同。 尽管有些昆虫取食寄主植物的所有部位，但对植物的不同部位还是有所偏好的。也就是说，寄主部位的选择是普遍现象。许多鳞翅目幼虫、甲虫取食植物的叶部，蚜虫从韧皮部吸食汁液，粉虱刺食木质部，潜叶昆虫的幼虫在叶子的上下表皮间生活和取食。即使在叶片上取食的昆虫，对叶片的不同部位的喜好程度也是不同的（见图5.3）。有些昆虫（主要是鳞翅目和鞘翅目的幼虫）喜好蛀茎；某些鳞翅目、鞘翅目和膜翅目幼虫在木本植物上生活，它们适应了这种极端类型的食物；土壤中也有很多昆虫，如蛴螬、葱蝇幼虫等取食植物的根部，某些蝉和蚜虫从根部刺吸汁液；有些昆虫是花、果或种子的专食者，有几个目中的一些昆虫可以诱导植物形成虫瘿……。 不同昆虫适应植物不同部位的例子不胜枚举，这些现象都至少与植物的营养因素相关联。由于植物的不同部位（甚至不同的组织）的营养价值不一，取食不同部位的小型昆虫大部分都是狭食者。昆虫的体型越小，它所选择的寄主部位或组织范围越精细。 寄主的分化实际上有两个方向：寄主植物种类的分化和寄主部位的分化。只有通过这两种特点的结合，昆虫才发展出其他动物所没有的物种丰富度。 5 植食性昆虫：是植物分类学家吗？ 寄主植物的特化现象，说明昆虫具有寻找和识别特定寄主的能力，Fabre（1886）说，“产卵雌虫具有‘植物学知识’，使得她们可以识别寄主植物。”寡食性昆虫以某种方式能够识别植