两例畸形稻田分析

两例畸形稻田分析

从没有轻度动物到有大量动物，畸形现象偶尔发生，白色现象也经常报告（洪体玉等人，2009），其他畸形报告也很少。杜春华等(1998)报导在新疆昌吉五家渠(古尔班通古特沙漠南缘地带)发现2例畸形甲虫:尖翅绒毛金龟GlaphyrusoxypterusPallas和戈壁琵琶甲BlapskashgarensisgobinisisFrivaldszky。2009年9月28日,笔者在上述同一地点进行野外考察时,发现了第三例畸形甲虫——光滑鳖甲AnatolicapolitaKaszab。2011年4月3日,笔者又在新疆大学校本部逸夫楼门前荒地上发现了一例畸形的中华齿刺甲OodescelischinensisKaszab。本文将对此两例畸形甲虫进行报道。光滑鳖甲隶属于鞘翅目Coleoptera、拟步甲科Tenebrionidae、漠甲亚科Pimeliinae、鳖甲族Tentyriini(任国栋和巴义彬,2010),为中央亚细亚种,分布于新疆准噶尔盆地、塔里木盆地、东疆诸盆地和内蒙古、甘肃等地(黄人鑫等,2005),为地面活动性荒漠拟步甲科昆虫。目前对于光滑鳖甲的研究资料主要有成虫的荒漠适应性、跗节结构特征与运动及基质的关系和区系组成(黄人鑫等,2005),生物学形态特征(候凤,2008)等。笔者在野外采集中,观察到畸形个体一例,该个体为雌性,左触角畸形,其他部位无异常,这是第三次在该地发现畸形鞘翅目昆虫,实属罕见。中华齿刺甲隶属于鞘翅目、拟步甲科、刺甲族Platyscelidini,为中国特有种,仅分布于我国新疆(任国栋和于有志,1999),也为地面活动性荒漠拟步甲科昆虫。目前对于该昆虫的研究主要为形态描述(任国栋和于有志,1999)、系统学(孟磊,2005)和防御腺形态分类与进化(刘春林,2010)等。此次发现的畸形中华齿刺甲为幼虫,胸部左侧少体节和足各一个,此次发现在国内外尚属首次。作为动物畸形案例,为揭示昆虫畸形的自然现象,特作此报道,并提供了光镜等形态相片,以供参考。1材料和方法1.1带北沙窝梭梭halosyolspp.p.光滑鳖甲触角畸形成虫,采自新疆昌吉五家渠,古尔班通古特沙漠边缘地带北沙窝,梭梭Halosylonspp.树下(N44°29′,E87°30′,412m);中华齿刺甲采自新疆大学逸夫楼门口荒地(N43°45′,E87°36′,925m)。1.2含云水沙的用1例几种设置饲料野外采集的成虫室内饲养于塑料容器(40cm×24cm×12cm)内,底部铺5cm干沙,置于室温、30±10%RH、自然光周期条件下,提供新鲜卷心菜和人工饲料。1.3测量和定标方法将昆虫置于冰面上约5min进行冷麻醉,转移昆虫至玻璃载玻片上,取水平位置放于载物台上,观察其形态,用配置了Elements3.0软件(Nikon,Japan)的尼康体视显微镜(NikonSMZ800,Nikon,Japan)进行拍照或测量。测量前先用1mm物台测微尺(Nikon,Japan)进行定标。按照Elements3.0软件使用说明,测定畸形触角和另一正常触角的总长度,以及对应各节的长度、宽度和横截面积。长度和宽度测量分别沿触角各节中轴线和垂直于中轴线(取最宽处)进行,触角总长度沿中轴线,以折线测量方式进行。中华齿刺甲体长等的测量,与上述方法相同。1.4表面活性剂的制备观察方法参见董文霞和张钟宁(2006)及陆宴辉等(2007),略有不同,简述如下:将死亡虫体浸入蒸馏水中,用超声波清洗仪超洗20s,清洗表面粘附物,用解剖刀切下触角,风干,水平放置,粘在双面导电胶上,喷金镀膜(byHitachiHUS-5GBHighVacuumEvaporator,Tokyo,Japan);并在20KV下观察摄影(byLEO1430VPSEM,LEOCorp.,Germany)。1.5数据处理和分析先用Excel2003软件汇总测量结果,再用GraphPadPrism4软件进行数据分析。2畸形的嘴唇和正常岩骨柱畸形光滑鳖甲的发现地位于中国第二大沙漠——古尔班通古特沙漠的南缘地带,植被以梭梭Halosylonspp.和白刺Nitrariaspp.为主(图1A)。该昆虫在室内常规饲养5天后死亡,触角断裂,左侧畸形触角外支的末两节脱落。昆虫整体形态参见图1B,该昆虫为雌性,中后足爪节和部分跗节已断裂脱落(图1B),除左侧触角畸形外(图1B),其他各项均显正常。右侧触角正常(图2A),为单支状,11节。左侧触角第1～4节基本正常,第5节畸变(图2B,图2C),除外侧顶端长有近似正常触角的6节外,内侧亚端部又长出仅含1节的内支,为畸变的触角。左侧畸形触角总长度为3.17mm,小于右侧正常触角长度3.62mm。左侧畸形触角与右侧正常触角的各节测量结果见表1。从触角的第1、2节来看,左侧畸形触角在长度和横截面积方面,与右侧正常触角无差异,但畸形触角明显窄于正常触角;从第3、4节来看,畸形触角横截面积与正常触角差异不明显,但畸形触角宽于正常触角,却又短于正常触角;畸形触角第5节的各项尺寸大于正常触角;从第6节以后,畸形触角的各项尺寸小于正常触角。内支长度显著小于外支和正常触角第6节,而宽度大于外支和正常触角,横截面积则大于外支而小于正常支。内支末端平齐(图3A),没有观察到正常支末节丰富的触角感器(图3B)。另外,在电镜下观察该光滑鳖甲触角上没有锥形等感器(图3A)。畸形的中华齿刺甲发现于废弃的荒地上,榆树Ulmusspp.下的土中。中华齿刺甲幼虫整体形态参见图4A和图4B,该畸形虫体重为0.0356g,体长为13.14mm,头宽1.59mm,前胸宽2.03mm,前胸长1.47mm,依据室内人工饲养幼虫的形态数据来推断,该幼虫至少为9龄以上,前胸体节正常(图4A,4B),中胸和后胸体节在身体中轴右侧合并为同一个体节。背腹面皆合并(图4C),故右侧胸部体节数为二,胸足为二,比左侧胸部各少胸节和足一个(图4A,4B,4C)。左侧中后胸合并节长0.85mm,比右侧中胸(0.59mm)与后胸(0.79mm)之和(1.38mm)短小。左侧畸形胸节上有气门一个,面积为26.67×10-3mm2,大于右侧中胸气门的面积19.81×10-3mm2,右侧后胸气门缺失。3足畸形的节段3右5节前期对光滑鳖甲进行野外观察时(n>6000),没有观察到畸形个体。虽然本实验室已成功建立起来了光滑鳖甲的人工饲养体系,使其可以在室内顺利完成其生活史,并能正常传代繁殖,但是在室内繁育出的光滑鳖甲成体中,也没有这样畸形的个体出现。本次发现尚属首次。关于昆虫畸形,对于蚤目的报道相对较多(王志耀等,2000;马立名等,2007),其他目的相对较少。相关报道主要有以下几个方面。等翅目的白蚁NasutitermesgardneriSnyde、OdontotermesformosanusShiraki和OdontotermesformosanusShilraki,在翅芽、上颚和复眼等方面发生了变异(董兆梁和李参,1992)。直翅目的螽斯(种名未详),2个前足各有2个胫节,后足在胫节部分又畸生了2个弯曲部分(张洪喜,1988)。蜻蜓目的马大头AnaxparthenopejuliusBrauer,稚虫及成虫的3右足畸形短缩,跗节均无明显分节现象(江尧桦,1993)。膜翅目的螟黑纹茧蜂BracononukiiWatanabe,在前胸腹面多生出2只过剩足(何俊华,1984)。鞘翅目的独角仙AllomyrinadichotomaLinnaeus,在右中足基节处生出了3只大小不一的足(刘立春等,1989);尖翅绒毛金龟GlphyrusoxypterusPallas,在第5跗节端部长出2对爪(杜春华等,1998);戈壁琵琶甲BlapskashgarensisgobinisisFrivaldszky,在右侧触角第3节除外侧顶端长有正常的8节触角外(正常触角共11节),内侧亚端部又长出了仅含7节的内支,内支长度明显小于外支(杜春华等,1998)。从上述报道来看,昆虫足部的畸变相对较多,触角畸变较少,尚无胸部体节畸变的报道。杜春华等(1998),报导的畸形尖翅绒毛金龟和戈壁琵琶甲也发现于新疆昌吉,同文中所述是同一地点。该现象的出现与沙漠环境的高温、干旱、强紫外线、昼夜温差大等环境因子密切相关。笔者在室内饲养发现,以沙为基质,当极度干旱时鳖甲成虫的畸形率会显著上升,光滑鳖甲可达2%(n=100),小胸鳖甲Microderapuctipennis,可达3%(n=100),主要是鞘翅皱缩畸形、鞘翅不愈合,或完全缺失鞘翅。光滑鳖甲的触角畸形现象与戈壁琵琶甲极为类似,两者虽隶属不同的族,却同为拟步甲科;触角均由基部的一支,分生出内外两支,外支长于内支,畸变节均大于其他节(图5)。差别在于戈壁琵琶甲为雄性,畸变发生在右触角第3节上,内支比外支仅少1节;光滑鳖甲为雌性,畸变发生在左触角第5节,内支仅残存1节。通过电镜的观察结果,我们推测可能原来的内支也由多节组成,非仅此1节,在成虫进行钻沙等活动时,其他节断裂脱落了,这种可能性非常大。触角上没有锥形等感器,有可能是已断裂脱落,或者本来没有正常发育,这需要进一步的调查。另外,该昆虫还有中后足爪节和部分跗节脱落现象,结合我们实验室的饲养实验结果和经验,推断该昆虫在野外可能已成功生活了一年以上。触角和足一样,以体节数计算占据身体的总节数的比例较大,假设在昆虫的个体发育过程中每个体节发生突变的概率相等,那么成虫触角和足呈现畸变的概率,相应的也高于其他部位。至于为何关于昆虫足畸变的报道较多,而触角畸变的少;或许与触角比较细小,