昆虫与植物的关系.doc

昆虫与植物的关系作业昆虫与植物的关系范凡 200932摘要：本文从昆虫与植物互利、互助的几方面阐述昆虫与植物之间的关系，包括植物被害后采取措施、植物通过进化来吸引昆虫为其传粉以及特殊的肉食性植物等。通过这些了解昆虫与植物间复杂而密布可分的关系，是我们能够去发现更多问题，解决问题，从而去造福人类。关键词：昆虫；植物；寄主；关系昆虫和植物是组成陆地生态系统的重要组成部分，二者能够占到地球生态系统中生物总量的60，从远古起就有因生境和物候的一致而生活在一起，在营养、繁殖、保护、防卫、扩散等等方面有着密切的联系，二者相互作用、彼此影响，在某些外在因素推动下，使某些种类衰败淘汰，有些种类继续延绵、繁荣昌盛。它们各以对方为强有力的进化选择因素作为条件，持续地但又有步骤地相互调节制约，造成了协调适应或协同进化（coeverlution）（Ehrlich和Raven ，1965）。 目前，植食性昆虫的种类估计约在 35 万种左右 , 已知被子植物的种类总数约为23万5千种。昆虫与植物产生变异和适应环境的能力都很强，它们在陆地上密切相处。经亿万年的演化而形成各种类型的关系。 1.昆虫采食植物，植物成为昆虫的猎获物 昆虫与植物这种关系在生态系统中最为普遍，大部分植食性昆虫以植物为食，对植物造成危害甚至死亡。目前研究较多的为农林业害虫，即和人们生产生活相关的昆虫。据不完全统计，仅在我国比较重要的农业害虫就达700多种，这些害虫每年都造成巨大经济损失。1.1食叶类害虫与其寄主食叶类害虫包括取食叶片、刺吸叶片嫩茎、潜叶和卷叶危害几类。其中取食叶片害虫主要蚕食植物叶片，利用其咀嚼式口器蚕食叶片形成缺刻或孔洞，严重时将叶片吃光，仅剩枝干、叶柄或主叶脉。该类害虫繁殖力较强，并有主动迁移、迅速扩大危害能力。主要有鳞翅目、膜翅目、鞘翅目和直翅目等害虫。其代表害虫有历史上经常爆发的蝗虫、远距离迁飞的粘虫、农牧交错带危害巨大的草地螟以及今年在我国北方地区迅速扩散并造成大量危害的美国白蛾等。刺吸危害的主要是以刺吸式和锉吸式口器危害植物，主要包括蚜虫类、介壳虫类、螨类、飞虱类、叶蝉类、粉虱类、木虱类、蝽类以及蓟马类。其危害较重的主要为蚜虫、螨类等。潜叶危害的主要是以幼虫潜入叶内取食组织，主要包括潜叶蛾和潜叶蝇等害虫。卷叶害虫是以幼虫吐丝或连缀叶片成苞，匿居其内为害的昆虫，主要有鳞翅目和双翅目害虫，主要代表有卷叶螟类和卷叶蛾类。这类害虫食性杂，而大部分被害寄主无抵抗害虫能力，只能在被害后采取各种措施来减轻被害不良后果或产生某些次生产物来抵御再次危害及招引天敌。通常，在被取食后，植物采取补偿作用，能够减少甚至消除害虫危害后的影响；在近年来研究发现，有些植物在被害后能产生次生代谢物质，如玉米、卷心菜等作物受到草地夜蛾、美洲棉铃虫、粉纹夜蛾、梨豆夜蛾幼虫、南美沙漠蝗和大菜粉蝶幼虫等危害后，其伤口会产生herbivore-induced violates HIVs, HIVs不仅能够招引天敌，同时能够抑制植食性害虫产卵、取食等作用（turing,1993;Potting，1995；Mattiacci,1995;Alborn,1997 ；Bernasconi，1998），这也是植物被害后采取的有效措施。1.2 钻蛀类害虫与其寄主钻蛀类害虫主要是钻入寄主植物茎杆、枝干以及花朵果实等内部危害。这类害虫隐蔽性强，危害严重且难防治。主要包括蛀茎类、蛀干类和蛀果类等三大类害虫。代表害虫有蛀茎类的玉米螟、二化螟、三化螟、麦杆蝇等，蛀干类的天牛、吉丁虫、小蠹、木蠹蛾等，蛀果类的吸浆虫、棉铃虫、豆类食心虫和果树食心虫等。三类害虫以蛀干类害虫为害严重，其它两类主要在大田作物危害或是危害果实，能够较好的防治，而蛀干类害虫主要危害木本植物，难以防治，且木本植物生长周期长，往往造成还未达到较好经济效益就被危害致死。目前尚未有关于这类植物受害后或主动抵御害虫危害的报导。2.昆虫在植物上寄生，植物成为昆虫的寄主目前研究较多的为白蜡虫、紫胶虫等经济昆虫以及一些严重危害植物的昆虫如桉树枝瘿姬小蜂等（陈玉德，1994），有些能够严重危害植物，有些则影响不大。瘿瘤指在植物体上由于昆虫产卵寄生引起的异常发育部分。多数是由蚜虫、双翅目和蜂类等昆虫在高等植物的地上部形成。有时线虫在根部也能形成。由于寄生昆虫的种类不同，在寄主上产生的虫瘿形伏也不同，所以可借此鉴别寄生昆虫的种类，这种鉴别一般称为虫瘿学（cecidology）。据认为这是由于寄生昆虫所产生的物质和侵入引起的伤害促进了细胞的分裂，招致增生和分化异常的结果。虫瘿组织含有单宁，作为五倍子、没食子而加以利用。但另一方面，瘿蜂（Cynips）等的侵入也能妨碍座花而造成严重危害。 3.昆虫为植物传授花粉植物为昆虫提供食物 植物繁殖形成种子需要授粉，各种植物在长期进化中形成了不同的传粉方式,有虫媒方式、风媒方式、水媒方式等.授粉的好坏,直接关系到作物的产量和质量（李江红等，1999）. 植物和授粉昆虫之间这种关系是互惠互利关系.在长期进化中,一方面植物因昆虫的活动而完成了授粉作用,物种得以繁衍和进化,另一方面植物的花或其他器官所分泌的花蜜、产生的花粉成为昆虫赖以生存的食物来源. 大约2/3的种子植物是由昆虫传授花粉的。植物为昆虫提供含糖50%的花蜜、含蛋白质15%-30%的花粉，以及其它有用的物质。 目前研究发现，主要的传粉昆虫多属于鞘翅目(14.1%)、双翅目(28.4%)、膜翅目(43.7%)，此外还见于鳞翅目、直翅目、半翅目、缨翅目 （Bosch J.，1997）。研究中还发现，植物为了吸引昆虫传粉，从花朵形态到气味都向着吸引昆虫方面进化，而昆虫为了能够更好的取食其口器、足以及体壁的形态结构相应的变化。在形态结构上,花的进化是从隐型花到显型花、花瓣由小到大的方向进行的(席方贵,1993).兰科植物的花不管长在植株什么地方,其唇瓣都是在下方,便于昆虫的降落(龚一飞,1979). 在对蜜蜂有影响的几十种化合物做研究和统计后发现,其中包括许多植物激素和昆虫激素，随后对蜜蜂选择的2种分离的植物气味进行进一步研究,证实了这些物质对蜜蜂具有吸引或驱避作用(Melrshametal，1988 ；Patricketal，1984)。传粉昆虫与植物之间的互惠互利关系，加速了其两者之间的协同进化，同时，也加剧了各自的中间竞争。榕树榕小蜂、丝兰丝兰蛾体系是互惠互利关系的经典实例, 榕树榕小蜂的关系曾被认为具有高度的专一性,至少在当地一种榕小蜂只为一种榕树传粉,而一种榕树又专一性地依赖一种榕小蜂为其授粉。在美国加利福尼亚的沙漠中的丝兰以及为它传粉的丝兰蛾，二者之间是共生关系。丝兰蛾凭本能总能找到丝兰的花朵，采集花粉的同时也为丝兰授粉。没有丝兰蛾丝兰就不能结果，同时，丝兰蛾的卵必须在丝兰的子房内才能发育完成孵化为幼虫（DavidM.A2001；尚玉昌， 2006）。4.昆虫携带或搬运植物种子，帮助扩散，植物为昆虫提供食物和居住场所昆虫与植物的互惠共生关系表现为前者依赖后者获得营养、能量和适宜的栖息环境,而后者则在免遭其它害虫为害,传播其种子和偶尔为其传粉等方面获得收益（Beattie A ，1985）。在生态学和进化使中，蚂蚁作为植物种子的传播者和授粉者起着重大作用（Davidson D，1981；Hanzawa F M，1988；Peakall Rand，1991；Gomez J M，1992，Hughes L，1992；Levey D J，1993）,目前国内外学者都以这两方面为研究重点（Bronstein JL，1998）。蚂蚁搬运传播种子的现象比较普遍,至少在83科植物上被发现（Beattie A J，1983）。通常人们把依靠蚁类携带散布种子的植物称为蚁运植物。这类植物的种子常附生有富含蛋白质、脂肪和油类等蚁类嗜食成分的种阜,它能作为诱饵吸引蚁类并借以完成自身的散播（钦俊德，1987；ODowd D J，1980）,而带有油质体的植物种子特别能吸引蚂蚁。蚂蚁为植物传粉,帮助种子扩散,保护植物免遭其它生物的危害;相应地,植物为蚂蚁提供营养、能量和适宜的建巢生境（Beattie A，1985；Bronstein，1998；Bucley R.C，1982；Huxley C.R，1991；张智英，2001） 5.昆虫为植物收集营养成分 在亚洲热带林区。蚁类常聚居于附生植物下层，该处也集中了很多昆虫的尸体和含氮丰富的琐屑物质，附生植物由此获得养分，故蚁类可被看为附生植物的养分供应者或为附生植物的根系。切叶蚁（Atta）在聚集的叶片上培植真菌并以其为食，它们为食料植物提供含营养成分的培养基质，这些都可认为蚁植共生的不同类型。在蚁穴里，较小的工蚁把叶子切成小块，然后再切磨成浆状，并把粪便浇在上面，其他工蚁在另一间洞穴里把肥沃的液浆粘贴在一层干燥的叶子上，还有的工蚁从老洞穴里把真菌一点点移过来，种植在叶浆上。真菌在上面像雾一样扩散，一大群矮脚蚁管理着真菌园。对于切叶蚁，真菌对它们具有非常重要的意义，可以说是它们的救命草，因此，它们十分注意呵护、培育真菌。切叶蚁用昆虫的尸体或植物残渣之类的有机物质培育真菌。它们把真菌悬挂在洞穴的顶上，并用毛虫的粪便来“施肥”。此外，一些热带白蚁也常常在它们巢中种植真菌，利用真菌来调节巢内的小气候。蠹材大花蚤、小蠹甲和叶蜂等蛀木昆虫，也会在它们的蛀道内培养真菌，充作食物（Rockwood LL，1976；R Wirth，2003）。6.植物捕食昆虫，昆虫成为植物的捕获物（食虫植物）食虫植物是一个稀有的种群，已知的食虫植物全世界共10科21属约600多种，典型的如猪笼草、捕蝇草、茅膏菜、瓶子草、捕虫堇、狸藻等。大多生活在高山湿地或低地沼泽中，以诱捕昆虫或小动物来补充营养物质的不足。它们以这种特有的方式，在贫瘠的土地上顽强的生存了下来（Juniper BE ，1989；AM Ellison，2001）。这类植物通过环境压力的选择，进化出特有的方式来获取大量的生长生存所必须的营养物质，虽然和食物链中动物死亡后尸体作为营养物质补充给植物相似，但这个提前的、用活体动物弥补其地理位置营养缺乏的缺陷，体现了环境对植物的胁迫，并使之进化。展望昆虫与植物的关系,是一个非常重要的生物学问题,对人类的农林生产和生活环境有很大的影响。虽然各国昆虫学者对这方面研究已取得了很大进展,但可以预见,今后它仍将是生物学中一个前沿的研究领域，此领域涉及面很广,需要多学科领域学者密切合作。许许多多关于昆虫与植物的关系问题需要我们去发现,去解决，并造福于人类。参考文献陈玉德，侯开卫紫胶虫寄主植物研究概况与进展林业科学，1994，30 (1): 69-73龚一飞蜜蜂授粉增产的理论和实践中国养蜂，1979，5:11-16李江红，尤民生, 昆虫授粉研究与应用概述福建农业大学学报，1999，28 (4): 492-497钦俊德著昆虫与植物的关系论昆虫与植物的相互作用及其演化北京科学出版社，1987尚玉昌普通生态学，北京大学出版社，2006张智英，曹敏，杨效东，赵志模舞草种子的蚂蚁传播. 生态学报，2001，21 (11): 1847-1853王艳平，温俊宝新入侵种刺桐姬小蜂在中国的危险性评估昆虫知识, 2006, 03: 364-367仵均祥农业昆虫学，中国农业出版社，2002席方贵蜜蜂与植物.养蜂科技1993，5: 35Alborn HT, Turling TCJ, Jones TH. 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