河北省卫生有害生物防制协会

病媒生物的趋性研究与应用:趋光性

发表时间:2024-03-20 09:30
趋性研究


定向活动:生物能够对自然界中的刺激因子引起反应而表现出定向活动,在寻找食物、配偶、搜寻产卵场所、躲避伤害等活动中起着重要作用,趋向刺激因子的活动称为正趋性,避开刺激因子的活动称为负趋性


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常见的正向趋光性害虫(网络)


病媒生物亦是如此,在其生命活动中对光照、声音、气味等会产生趋向或忌避行为,以利于寻找食物、配偶或躲避伤害等。


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刊登于2021年4月《中国媒介生物学及控制杂志》
辛正, 马红薇, 王东, 张晓. 病媒生物的趋性研究与应用进展. 中国媒介生物学及控制杂志, 2021, 32(2): 121-126

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该文综述了近20年来蚊、蝇、鼠、蜚蠊等病媒生物趋光性、趋色性和趋化性的研究成果和综合防制中的应用概况,展望了未来研发重点和应用前景,以期为病媒生物的绿色防控提供参考。本期聊聊趋光性内容。

趋光性


趋光性:趋光性是指通过视觉器官中的感官细胞对特定范围光谱产生感应而作出的趋向反应,是生物对环境条件的一种选择行为,也是在长期进化过程中形成的主要趋性之一。



01
应用技术



利用趋光性来监测和防制有害生物有着悠久的历史,《诗经∙小雅∙大田》记载的“田祖有神,秉畀炎火”即描述西周时期的人们在夜间点燃火堆或利用火把诱捕蝗虫的场景。目前,在农业和卫生领域依然将趋光性应用于害虫种群密度监测与控制等工作中。



灯光诱控



灯光诱控技术是利用昆虫趋光行为诱使昆虫聚集到特定场所,从而达到种群密度监测或集中杀灭的目的,该技术安全、绿色环保、经济易行。

我国害虫灯光诱控技术发展经历了从简单粗放到精准安全等多个阶段。第1阶段是20世纪50年代采用白炽灯、油灯、汽灯等普通灯光诱杀,然而此类灯光诱杀害虫的效果有限;第2阶段是20世纪60~70年代研发的黑光灯、高压汞灯,诱杀效果明显好于普通灯光,由于选择性差、存在安全隐患、成本高等问题限制了发展和应用;第3阶段是20世纪90年代研发的频振式杀虫灯,克服了白炽灯、黑光灯和高压汞灯的不足,采用不同波长的光源,辅以颜色和气味诱集特定靶标害虫,利用高压电网击杀,同时对天敌造成一定的杀伤作用并具有人兽安全隐患;第4阶段是新型光源发光二极管(LED)灯诱虫,该灯亮度高、能耗低、寿命长,波长单一的LED光源还能够解决因光谱范围广导致选择性差的问题,提高安全性的同时增强了对靶标害虫的诱集效果。

在病媒生物防制领域中,常见的灯光诱控产品有诱蚊灯和灭蝇灯。诱蚊灯是我国媒介蚊虫种群密度监测的主要设备,常见以紫外光为诱集光源,也有产品应用于户外蚊虫的诱集杀灭。灭蝇灯分为电击式和粘捕式,常见于餐饮业的蝇类防制



光脉冲干扰


昆虫的光周期对暗期干扰高度敏感,短暂的光脉冲在不同程度上可以逆转长夜效应,导致昆虫滞育的发生,且光脉冲对昆虫滞育的效果与光脉冲长度、光周期背景、温度、地理种群密切相关,在农业害虫上研究应用较多

02
影响因素


昆虫的趋光行为受到多种因素的协同影响,主要包括光属性因素、昆虫生理因素、环境因素、设备构造因素等。

光属性因素


光源是诱集昆虫的主要因素,研究表明光源波长、强度、偏振性会影响昆虫的趋光行为。一般情况下昆虫的光谱反应敏感区主要集中在紫外光区、蓝光区和黄绿光区,每种昆虫对这3个区域内具体波长偏好存在差异。不同散射光对淡色库蚊(Culex pipiens pallens)趋光诱集效果观察发现紫蓝色光诱捕成蚊的效果最强,比其他颜色光的诱捕效果提高2~4倍。在一定光强范围内,昆虫的趋光行为随着光强度的增强而逐渐增强,王争艳等研究发现20000和10000lx光强度下谷蠹的趋光指数显著高于5 000、2 500和1500 lx光强度下的趋光指数。此外,不同类型的偏振光对昆虫的吸引能力不同


昆虫生理因素


昆虫的种类、性别、虫态、生理状态等影响它们的趋光行为。研究表明,在恒温恒湿条件下MFCQ9100型灭蝇灯对蝇类的诱捕能力为家蝇(Musca domestica) > 丝光绿蝇(Lucillia sericata) > 市蝇(M. sorbens) > 大头金蝇(Chrysomya megacephala) > 棕尾别麻蝇(Boettcherisca peregrina) > 巨尾阿丽蝇(Aldrichina grahami)。雌雄间的趋光差异可能与昆虫的飞行能力、复眼结构、生理状态等有关,玉米螟、甜菜夜蛾等农业昆虫表现明显,而家蝇雌雄成虫对同一灭蝇灯的趋性一致。Gong等研究发现果蝇(Drosophila)的幼虫具有避光性,而到了化蛹阶段则具有趋光性,且成蝇的趋光性随龄期的增大呈规律性变化。郭健玲等测试了3种扁谷盗的趋光性,发现锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)的趋光性随日龄的增加而增强,土耳其扁谷盗(C. turcicus)和长角扁谷盗(C. pusillus)的趋光性随日龄的增加而下降。昆虫的趋光性还与其饱食程度有关


环境因素


温度、湿度、风速等环境因素对昆虫生长发育造成影响的同时,也影响昆虫的趋光行为。顾卫东和戚丽君应用多元逐步回归方法分析气象因素与诱蚊灯诱捕量的关系,结果表明风速是影响诱捕量最显著的因素,风速每增加1 m/s,诱捕量则下降15%。此外,房间大小、日光等其他光源也可能影响诱捕效果


设备构造因素


诱蚊灯和灭蝇灯的基本结构主要包括外壳、光源、杀灭装置(如电网、风扇、收集袋和防逃逸装置等),现场诱捕效果也受设备构造影响。朱越等测试了市售不同型号的灭蝇灯对家蝇的诱杀效果,结果表明设备的体积、单面或双面开放可影响诱蝇数量。