自然科普:产卵的树蜂
来源:人呆手户
发布时间:2021-11-12
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深秋,这附着在树干上的奇怪东西,并不是某种昆虫的蛹或是羽化后留下的蛹皮,而是某种昆虫腹部。

若是你提前些时候在这些树干上寻找,你会看到更加诡异的画面:很多已经死亡、身体上落满了尘土的昆虫,姿态各异地附着在树干上,在秋风中瑟瑟地抖动着。

是谁呢?原来是树蜂!为什么会有这么多的树蜂死在树干上呢?我们慢慢揭晓答案! 

树蜂属于膜翅目树蜂科,是一类蛀干的蜂类,种类并不算多,全世界已知约150种。中国最常见的是蓝黑树蜂和大树蜂,以及我们的主角——烟扁角树蜂。

烟扁角树蜂Tremex fuscicornis分布于北美、北欧、西欧和东南亚,在我国分布于东北、华北、华东、华中、西北、华南部分省份及西藏。

烟扁角树蜂雌虫个头比雄蜂更大,甚至可达两倍多,腹部各节呈梯形,足节黑黄色相间,翅为淡黄褐色,较为透明。

雌虫将幼卵产在濒死木或树皮光滑部位和皮孔上,幼虫体长12~46mm,圆筒形,乳白色。3龄前幼虫活动空间基本在产卵道附近,3龄后的幼虫开始向木质部深处钻蛀。老熟幼虫在靠近树干边缘处筑蛹室化蛹,蛹期25~35天。

图源:www.naturbasen.dk

那么,问题来了,小小的树蜂如何能够轻松将虫卵产在坚硬的树干中?它的产卵器有什么特殊结构吗?

树蜂的产卵器分为两部分——产卵管和产卵管鞘,产卵管为黑色细管状,不产卵时包裹在产卵管鞘内。若是将产卵器比喻为折叠刀,那么产卵管则为刀,而产卵管鞘则为刀柄。

最特别的是树蜂的产卵管具有两个相互咬合的瓣膜,每个瓣膜具有倒向的轮齿。当其中一个瓣膜抓住木头以提供阻力时,另一个瓣膜向前推进一小步;然后这个瓣膜抓住木头提供阻力时,第一个瓣膜就又向前推进一小步。如此这般快速摆动,两个瓣膜轮流提供阻力并向前推进。依靠这样原理,树蜂的产卵管可以钻入木头很深,这个过程需要的力量是很少的。

树蜂产卵管的结构和产卵机制已经启发科学家,发明出了一种与树蜂产卵管工作原理一样的仿生神经外科手术探针。这种探针也具有两个小齿的瓣膜,能够深深地刺入脑部,但只造成很小的损伤。这样的探针够帮助外科医生在做手术时大大减小对一些难于到达位置时的切口。

树蜂产卵管由呈锯齿状的两部分组成,一侧是切削齿,通过往复运动钻削树木;另一侧是口袋状齿形,通过往复运动将钻削产生的树屑带出树洞。

科学家利用树蜂产卵管的形状和结构特点,设计出一种太空仿生钻头,可以在几乎没有重力的火星及无任何重力的流星表面凿洞。

图源:见水印

解决了产卵问题,还要解决宝宝的饭食,那么,树蜂刚孵化的幼虫又以什么为食呢?

原来,树蜂雌虫(比如某些Tremex属物种)产卵时,不仅将虫卵注入树木体内,连同自身分泌的毒素和体内共生真菌菌丝一起注入了树木体内。共生真菌开始萌发并在虫卵周围生长,为虫卵孵化创造有利的生存环境。

早龄幼虫以共生真菌菌丝为食,3龄期后的幼虫可以取食被共生真菌侵染的木材。同时,共生真菌能够降解寄主树木的木质素和纤维素等大分子有机物,破坏树木的内部结构,为幼虫的钻蛀提供便利。

图源:www.wildlifenorthamerica.com

原木上的树蜂孔洞

树蜂的“真菌协会”破坏了树木,在某些情况下甚至杀死了树木。以烟扁角树蜂为例,它能够为害杨、柳等80多种阔叶树。为害严重时每株树干内的幼虫多达数百条,使坑道相互连接,造成树干中空,阻滞水分和养分的正常输导,使树势衰弱,直到整株死亡。严重威胁天然次生林、人工林和城市园林树木的健康生长,树蜂是林业当中常见的害虫之一。

在防治中,药物比较难发挥威力,因为其主要生活在树干内部,隐蔽性强,受外界环境剧烈变化的影响小,化学药剂难以接触虫体,因而这种害虫人工防治十分困难。

然而,魔高一尺道高一丈,进化如此完美的树蜂还是有天敌滴!灰喜鹊、伯劳、螳螂、蜘蛛等以树蜂成虫为食;啄木鸟以幼虫为食。最神奇的是树蜂(烟扁角树蜂)最重要的天敌,却是有着同样钻木绝技的寄生蜂——马尾姬蜂。

马尾姬蜂(马尾姬蜂属Megarhyssa)可寄生在烟扁角树蜂幼虫及蛹内。雌蜂寻找寄主时在树间来回飞翔 ,发现目标后飞行逐步降低并在有害虫的树上来回盘旋。当找到被害虫钻食的树干时降落,用触角敲打树干,寻找虫孔。

那么,寄生蜂是如何找到寄主树蜂的呢?

原来,姬蜂可以利用嗅觉的化学信息物质、视觉的植物表面色差信息、触觉的寄主保护物性状特征、寄主取食和运动所产生的介质振动信号以及寄主活动和代谢的红外辐射等多种途径有效地发现隐蔽性害虫的位置,从而完成寄生行为。

依靠敏锐的洞察力,马尾姬蜂可以顺藤摸瓜找到肥肥胖胖的幼虫,然后利用发达的产卵管钻进树干内,刺穿寄主幼虫身体,注入毒液,毒液不会杀死幼虫,却能让其瘫痪。接着在寄主幼虫身体中产卵。

姬蜂幼虫孵出后,慢慢从内部一点点地吃掉寄主幼虫,它“保鲜”意识似乎是与生俱来,先啃食寄主肌体不重要的部分,使其一直保持存活状态,直到姬蜂幼虫羽化成虫。


参考资料:

Infestation of the woodwasp 

Tremex apicalis Matsumura 

(Hymenoptera, Siricidae) on 

the large-leaf dogwood 

Swida macrophylla (Wall.) 

with biological notes on its parasitoid wasps

烟角树蜂的发生规律及防治方法

烟扁角树蜂生活史习性观察

刀具仿生技术的研究进展

松树蜂与其共生真菌的互利共生关系

天牛寄生蜂褐纹马尾姬蜂的初步研究

寄生蜂寻找隐蔽性寄主害虫的行为机制

陈华燕 树蜂产卵

http://wap.sciencenet.cn/blog-

361302-1073973.html?mobile=1

图片来源:罗刚 Google

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本期小编:空凤小仙

《植物保护学报》

来源:人呆手户



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