红火蚁工蚁受侵扰的行为反应...小和侵扰强度之间的关系研究_马琳.pdf

环境昆虫学报2022，44(6):1432 1439http:Journal of Environmental Entomologydoi:10.3969/j.issn.1674 0858.2022.06.12马琳，陈浩涛，任麒麟，张蕾，江幸福 红火蚁工蚁受侵扰的行为反应强度与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系研究 J 环境昆虫学报，2022，44(6):1432 1439红火蚁工蚁受侵扰的行为反应强度与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系研究马琳1，陈浩涛2，任麒麟1，张蕾1*，江幸福1*(1.中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193;2.湖南省农业科学院植物保护研究所，园艺作物病虫害治理湖南省重点实验室，长沙 410125)摘要:红火蚁 Solenopsis invicta Buren 的防御行为是其被认定为社会性昆虫的关键特征之一。红火蚁蚁巢受到侵扰时，工蚁会快速涌出搜寻侵扰物并展开攻击。然而，蚁巢受侵扰后工蚁的行为反应与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系有待进一步明确。为此，本研究通过野外视频记录并结合室内统计分析的方法来明确不同大小的红火蚁蚁巢受侵扰后工蚁反侵扰行为的动态过程。结果表明，蚁巢大小和受侵扰强度对蚁巢受侵扰后工蚁的反应速度具有显著影响。同等侵扰强度下，与中、大型蚁巢相比，小型蚁巢的工蚁往往表现出更慢的行为反应。尤其在低侵扰强度时，小蚁巢工蚁的反应时间平均 0.8 s，而中蚁巢和大蚁巢均仅为 0.34 s。当侵扰强度相同时，蚁巢越大，受侵扰后召集工蚁的数量越多;当蚁巢大小相同时，侵扰强度越高，召集工蚁的数量越多。但无论是蚁巢大小还是侵扰强度的不同，红火蚁蚁巢受侵扰后，召集工蚁的数量到达峰值的时间均为 30 s 左右。研究结果为进一步了解红火蚁的防御行为，科学预防红火蚁的攻击，以及有效开展红火蚁的防治提供了重要的实验依据。关键词:红火蚁;蚁巢大小;侵扰强度;工蚁;防御反应中图分类号:Q968.1;S433文献标识码:A文章编号:1674 0858(2022)06 1432 08基金项目:国家重点研发计划(2021YFD1000504);农业农村部政府购买服务项目(15226006)作者简介:马琳，男，博士，从事昆虫生态学、害虫综合治理和入侵生物学等研究，E mail:1058507607 *共同通讯作者 Author for correspondence:江幸福，男，博士，研究员，研究方向为昆虫生态学，E mail:xfjiang ;张蕾，博士，研究员，研究方向为害虫综合治理，E mail:leizhang 收稿日期 eceived:2022 09 11;接受日期 Accepted:2022 10 13Study on the relationship between the behavioral response intensity ofSolenopsis invicta Buren workers after infestation with the size of nest andthe infestation intensityMA Lin1，CHEN Hao-Tao2，EN Qi-Lin1，ZHANG Lei1*，JIANG Xing-Fu1*(1.State Key Laboratoryfor Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Institute of Plant Protection，Chinese Academy ofAgricultural Science，Beijing 100193，China;2.Hunan Provincial Key Laboratory of Control forDiseases and Pests in Horticultural Crops，Institute of Plant Protection，Hunan Academy of AgriculturalSciences，Changsha 410125，China)Abstract:The defensive behavior of Solenopsis invicta Buren workers is one of the key characteristics ofits identification as a social insect.When the ant nest is invaded，the worker ants will quickly come outto search for the infestation and attack.However，the relationship between the behavior response ofworkers and the size of ant nest and the intensity of intrusion needs to be further clarified.To this end，this study used video recording and indoor statistical analysis to understand the dynamic process of anti-infestation behavior of workers after ant nest was invaded.Our results showed that the nest size and6 期马琳等:红火蚁工蚁受侵扰的行为反应强度与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系研究infestation intensity significantly affected the reaction rate of workers after ant nest was invaded.At thesame intensity of infestation，small nest workers tended to show slower responses than medium and largenests.Especially at low infestation intensity，the average reaction time of workers in small ant nests was0.8 s，while only 0.34 s was observed in medium and large ant nests.When infestation intensity was thesame，the larger the nest，the more workers gathered after infestation.When the nest size was the same，the higher the infestation intensity，the more workers gathered after infestation.However，no matter thesize of the nest or the intensity of infestation，after the ant nests were invaded，the time for the number ofworkers to reach the peak value was about 30 s.Our results provide an important experimental basis forfurther understanding the defense behavior of S.invicta workers and how to protect people from the attackof themKey words:Solenopsis invicta;nest size;intrusion intensity;worker ant;defensive reaction红火蚁 Solenopsis invicta Buren(膜翅目:蚁科)是一种社会性害虫，也是国际重大危险性入侵害虫。自农业农村部(原农业部)于 2005 年公布我国发现红火蚁以来，至 2021 年，红火蚁的分布已扩大到大陆地区 12 个省/区(雷仲仁等，2005;陆永跃和曾玲，2015;王磊等，2022)。红火蚁的入侵及扩散分布，对人类健康、生命安全、农业生产、经济发展和生物多样性等造成严重的影响和威胁(Jemal and Hugh-Jones，1993;陆永跃，2021)。蚂蚁社会分工的多样性造就了蚂蚁在行为上的多样性，防御行为是蚂蚁被认定为社会性昆虫的关键特征之一(Abbot，2022)。与膜翅目其他种类蚂蚁相比，红火蚁适应性极强，且具有很强的种间竞争和防御能力。红火蚁入侵会排挤本地蚁种(高 燕 等，2011;Cumberland and Kirkman，2012)，捕食土栖性动物(Allen et al.，1994)，且表现出强攻击性的反侵扰行为(Allen et al.，2004)，特别是在蚁巢受到侵扰时，大量工蚁蜂拥而出，快速搜寻侵扰源，一旦发现便会用尾针攻击入侵者并注入蚁酸。人若遭到红火蚁叮蜇，皮肤会红肿起疱化脓并伴随有强烈的灼痛感，若遭受大量工蚁围攻，敏感体质的人可能晕厥、休克甚至死亡(王玉连等，2022)。国内已有多起红火蚁叮蜇致人伤亡的报道(赵静妮和许益镌，2015;陆永跃，2021)。国内外对红火蚁的攻击行为开展了一些研究，主要包括蚁群的领域行为(Adams and Plowes，2019)、种内和种间竞争行为(Kabashima et al.，2007;Zhou et al.，2014;Lai et al.，2015;李梓悦和 杨 鑫，2020)、觅 食 行 为(MoloneyandVanderwoude，2003;王磊等，2017)、蚁后与工蚁间互作(Vander Meer and Alonso，2002)等方面。通过研究红火蚁蚁巢受侵扰后工蚁召集的过程，许益镌(2007)发现蚁巢受侵扰后巢内的工蚁蜂拥而出，参与防卫的工蚁数量迅速达到高峰，之后又缓慢退回巢内。对冬季红火蚁蚁群结构开展调查发现，蚁群总数随蚁巢体积增大表现出增多趋势(李宁东等，2007a)。蚁丘大小与诱饵诱集到的工蚁数量密切相关，随着红火蚁蚁丘增大，诱集工蚁总数呈增加趋势，且增幅由快变慢，后趋于稳定(黄俊等，2009)。但至今为止，蚁巢受侵扰后工蚁的行为反应是否与蚁巢大小和侵扰强度等有关，这些与红火蚁防卫过程密切相关问题仍有待进一步明确。为了更好地阐明受侵扰后工蚁行为反应特征，本文对蚁巢受侵扰后的工蚁行为反应及其相关影响因子(蚁巢大小和侵扰强度)进行了研究，以丰富红火蚁的基础生物学知识，对人们更好的预防红火蚁危害、开展科学有效的防治具有重要的指导意义。1材料与方法1.1试验地点及供试蚁巢选择试验地点位于广东珠海市国家南方软件园绿化带人工林内。试验区面积约2 000 m2。选择蚁丘底部呈近圆形、丘面较平缓的不同大小的蚁巢。参照 Porter(1992)，以红火蚁地上蚁丘的底部直径作为区分蚁巢大小的依据，分别定义直径 15 cm、15 25 cm、25 cm 为小、中、大蚁巢，小、中、大蚁巢各选择 10 巢用于试验，供试小、中、大蚁巢尺寸见表 1，试验蚁巢间距10 m。3341环境昆虫学报 Journal of Environmental Entomology44 卷表 1供试小、中、大蚁巢尺寸Table 1Size of small，medium and large ant nests蚁巢大小Size of the nest小蚁巢Small nests(n=10)中蚁巢Medium nests(n=10)大蚁巢Large nests(n=10)平均值 标准差(cm