植物、植食昆虫、天敌三个营养层次间的关系
植物、植食昆虫、天敌三个营养层次间的关系孙庆江1侯国臣2魏胜利3(1.黑龙江省佳木斯市郊区林业局松木河林场2.黑龙江省佳木斯市郊区林业局群胜林场3.黑龙江省林业勘察设计院)摘要在昆虫与植物的关系中,植物(第一营养层)、植食性昆虫(第二营养层)、天敌(第三营养层)在长期进化过程中,以相互适应为先决条件,形成极其复杂的多样化联系。在这个结构中,植物、植食性昆虫及天敌之间的联系存在一些化学信息物质,这些物质引起昆虫行为和生理的许多反应,从而形成一个多层次的、巨大而复杂的信息网络,并协调三个营养层,即植食性昆虫取食植物、天敌又捕食寄生植食性昆虫或更多营养层之间的关系。关键词昆虫植物天敌化学信息物质营养层Thenutritionclassesrelationshipofplant,phytophagousinsectandnaturalenemySUNQing-jiangHOUGuo-chenWEISheng-li(First-author’saddress:SongmuheForestryFarmofJiamusiJiaoquForestryBureau)AbstractInrelationshipsbetweenplantandinsect,includingphytophagousinsectandplants(firstnutritionclasses),phytophagousinsectandnaturalenemy(secondnutritionclasses),plantandnaturalenemy(thirdnutritionclasses).Thediverseandcomplexrelationwasformedinthelongtermofevolvementofplant,phytophagousinsectandnaturalenemy.basedonco-adaptation.Inthissystem,thereweresomekindsofsemiochemicalsconnectedplant,phytophagousinsectandnaturalenemy.Themuchresponsesofbehaviorandphysiologywerecausedbysemiochemicalsubstances.Andformedamulti-level,hugeandcomplexinformationnetworkandthenetworkcoordinatingtherelationshipofthreenutritionclas2sesormore.KeywordsInsectPlantNaturalenemySemiochemicalsubstancesNutritionclasses1植食性昆虫与植物的关系111植食性昆虫对寄主植物的选择植食性昆虫与植物协同进化的结果是植食性昆虫有特定的取食范围,植物对昆虫具有防御能力,两者存在相互适应[1,2]。影响昆虫选择寄主植物的因子很多,如植物化学成分、植物形态特征、各种环境因子和其他生物等[3]。但是,植食性昆虫主要是借助化学感受器来鉴别信号物质(主要是植物次生代谢物),在昆虫与植物关系中,化学识别占中心地位[4]。昆虫对食料植物的选择决定于昆虫内在因素及外来刺激的感受和反应特点。一种植物及其器官有特定的形态结构和理化特性,其中最重要的是按器官组织和细胞而分布的化学成分[5]。植物这些特征是昆虫辩识适宜食物和活动场所的标准。昆虫借助视觉、触觉、嗅觉、味觉等感觉通道对植物特征所产生的刺激进行编码内导,最后通过神经中枢的综合和解码,并根据遗传所形成的模板和生理状态对植物做出取舍决定[6]。在植物的理化性质中,目前认为差异最大、对昆虫产生决定性影响的是植物含有种类繁多的次生性代谢产物。它们是复杂的分支代谢途径的产物,不直接参与植物生长发育和生殖的原始生化活动,并有植物种类的特异性[7]。如果昆虫在进化过程中,能克服植物次生性物质的不良影响,则该植物就可能成为其寄主,这时植物所含的次生性物质又可能成为引诱昆虫的标记物[8]。现知的次生物质不下三万种,分布最为普遍的有萜类、酚类、丹宁、生物碱、糖苷等。他们有的含量不多但形成植物按种类而特有的气味和味道[]。其中,植物挥发性物质一般分子量在～之间,包括烃、醇、醛、酮、有机酸等[10]。造成植物气味的挥发性物质分子较小,它们分为两类物质:一类是某些植物种类特有的,由某些次生物质分解产生,如十字花科植物的烯丙基异硫氰酸酯有芥子油苷形成;另一类是几种普遍的挥发性物质,这类化合物是通过植物通常的生物合成路线产生的,如醇类、醛类、不饱和脂肪酸衍生物、以及单萜类按一定的比例混合造成的[3]。它们都对昆虫产生嗅觉刺激。植食性昆虫选择寄主植物的行为是一个连锁的过程,在寻找寄主阶段,寄主植物的挥发性次生物质通过昆虫嗅觉感受器引诱昆虫到达植物。至于分子较大的非挥发性成分,如糖苷、丹宁等则对昆虫产生味觉刺激[6]。植食性昆虫能对植物次生代谢产物做出双重判别。植食性昆虫在寄主植物的选择过程中,趋向于选择特定年龄或特定生理状态的植物,以便得到最大营养摄入[11]。次级代谢产物作为刺激标记物对植食性昆虫发出取食或产卵的信号;而初级代谢产物与次级代谢产物共同作用影响植食性昆虫对寄主植物的最终选择。对于普通植食性昆虫,由于植物初级代谢产物的质量存在相当大的营养差别,次级代谢产物会影响植食性昆虫的最初选择过程(寄主发现和识别),则初级代谢在取食过程中重要的作用是取食与否及其适应性受到营养质量的影响。对植食性昆虫来讲,由于具有一般的解毒机制,能够处理更广的化学防御物质,因此,次生代谢产物可能调节摄食前后的整个过程[12]。1植物防御关于植食性昆虫与植物的关系,最重要者在于昆虫以植物为食获得所需营养成分和其他物质;植物为了维持自己的生存,演化成2009年第2期(总150期)林业勘查设计
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