一种新发现的雌光萤科萤火虫的形态特征描述

2023-03-13 16:02潘昌滨崔亚龙罗吉磊安德印安登龙李江龙
特种经济动植物 2023年3期
关键词:腹节光点萤火虫

●潘昌滨 崔亚龙 罗吉磊 安德印 安登龙 李江龙

(茅台学院 贵州 遵义 564500)

雌光萤(Rhagophthalmus)属于昆虫纲(Insecta)、鞘 翅 目(Coleoptera)、雌 光 萤 科(Rhagophthalmidae),具有雌雄二型性,是一种十分罕见的萤火虫,因发光的虫态仅见于雌虫和幼虫,故名雌光萤[1]。雄性一生经历卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段,雌性一生只经历卵、幼虫和成虫三个阶段,严格的说幼虫和成虫身体没有发生变态发育,可以认为雌性个体只经历卵、幼虫态两个阶段。

2022年某夏夜21:00左右在贵州省仁怀市茅台学院附近(27°44′33″ N,106°19′55″ E,海拔795 m)长势茂盛的高粱地坎边发现一只萤火虫,小生境土壤潮湿,长有苔藓、低矮草本植物,白天阳光照射不到。将该萤火虫与发现点周围的泥土、植物一起移到昆虫箱,带回实验室观察研究。通过对比确定是一种与天目山雌光萤同属鞘翅目、雌光萤科的萤火虫,尚未发现相关生物学特征的研究报告。

将雌光萤放在普通昆虫养殖箱中,养殖箱内放一些从发现点取的土样、植物样和石头,时常浇水保持小生态湿度。隔天用游标卡尺(AIRAJ IP54)测量体长、节长、节宽、卵长和卵宽,并观察记录。用电子天平(上海菁海仪器有限公司FA2204N)称量雌光萤产前体重、卵重。

1 雌光萤形态特征

该雌光萤的身体蜡黄色,无翅,光滑,纺锤形,呈幼虫态(图1),与雌光萤科的天目山雌光萤和福贡雌光萤[2]外形相似,体长79.04 mm、体宽12.69 mm(最宽处)、体重3.2736 g,发现到死亡共存活62 d,期间未观察到摄食行为。

图1 测量雌光萤体长

雌光萤的胸节、腹节和尾节的背向由坚硬、光滑蜡黄色角质层构成半圆弧外壳,腹向是柔软的囊状表皮、水平状,腹向和背向连接处是囊状褶皱,这些囊状或褶皱非常柔软,可能与内面附集脂肪有关。它的身体由头部、13个体节构成,其中10个体节发光,共31个光点。下面从头、胸、腹和卵及相关行为分别阐述。

1.1 头部

雌光萤头部黑褐色,完全凸出前胸背板,可前后伸缩,前上端一对丝状触角,短小、分节。两只黑点眼睛分别位于头部左上侧、右上侧,有发达的口器,属于咀嚼式口器,上下分别是上唇和下唇,口器两侧从上到下分别是上唇须、颚和下唇须,颚黑褐色,呈镰刀形,幼虫时期用以捕食,成虫期颚的作用尚未知。

1.2 胸部

雌光萤的胸部位于头的后方,与头部有圆筒形囊状皮肤连接,可使头前后伸缩及上下左右小幅度摆动,易被认为是1个体节。胸部分3节,每个胸节腹面有1对足,共3对,足分3节,第二节与第三节连接处有个弯钩状结构,第三节末端呈弯钩状,在足节上有刚毛,可能与运动感知有关。第一胸节没有荧光点,第二、 三胸节的两侧和背中央有光点,每节有3处光点。

3个胸节长度从前向后逐渐缩短,宽度却迅速增加(表1),尤其是第一胸节从宽2.50 mm迅速增加到后端的6.67 mm,2、3胸节宽度继续增加,整个胸部呈梯形。第一胸节的节前宽度小是为了适应头部尺寸,后端是头部与第二胸节连接,节宽迅速增大。

1.3 腹部

腹部指第三胸节之后的部分,由腹节和尾节构成,其中腹节8节、尾节2节(表1)。腹节中每节两侧和背中央都有光点,腹节两侧的光点部位与胸节相似,位于角质化坚硬背壳和柔软腹部连接处,各个腹节背中央光点形状基本似等腰三角形,夜间荧光近似半圆形,两侧发光点呈点状或不规则的椭圆状。尾节的2节都没有光点,并迅速缩小,第二尾节几乎呈圆柱状,它的末端在运动过程时粘住地面并通过伸缩推动身体移动,具有足的功能。

表1 雌光萤体节长度及光点数量

腹节长度先增加再减少,节长呈现前后短中间长的特征;节宽与节长类似,呈中间宽两端短;尾节长度和宽度都减小,尾节1呈前宽后窄的锥桶形。在腹部,每节背向的左右腹前端各有1个黑点,共有8对气门。

2 卵及行为

观察近1个月,在养殖盒的土壤中发现虫卵,雌光萤身体呈弧形,将卵包围在身体中间。卵共35粒,呈乳黄色,光滑,壳薄易碎,每粒卵有一处凸出点,具有黏性,常常几粒粘连在一起,呈聚合果形。卵轴平均长3.35 mm、宽2.80 mm,平均卵重是0.0216 g(表2)。随观察时间的推移,卵的颜色由乳黄色、深黄色变为褐色,部分变黑褐色,最后消失。受到观察的扰动,雌光萤有移卵和弃卵现象,说明雌光萤有极强的护卵行为(图2)。

表2 虫卵的长宽与重量

图2 雌光萤护卵行为

在养殖箱中,雌光萤选择在中下层土壤栖息,或选择四周高、中间凹处卷曲休息,该处土壤较为湿润。该虫发光强度高(图3),受到刺激(如轻微触碰)时,随着刺激次数增加,亮光随之增强,即使在白天都很明显(图4)。用手触碰时,其尾节快速移动,并会分泌一种臭味液体,干燥后呈黄褐色斑并且难以清洗。

图3 雌光萤夜间发光

图4 雌光萤白天受刺激发光

产卵前雌光萤受到扰动,会选择新的隐蔽点休息;产卵后受扰动,有移卵和弃卵现象,人为把雌光萤从新点移到原点,一段时间后发现雌光萤会返回新点护卵;原点卵比有雌光萤守护的卵更易变褐色或霉变,说明护卵行为除了保护卵不被蚂蚁等破坏外,可能有防止霉变及提高孵化率的作用。

3 讨论

该雌光萤属于雌光萤科(Rhagophthalmidae),天目山雌光萤[2]体长约20 mm、福贡雌光萤[2]雌光萤体长约15 mm,该雌头萤的体长达79.04 mm,说明它与上述2种雌光萤不同。尽管国内有萤火虫分类学[3]相关研究,但其形态学特征研究尚未见报道,因此该雌光萤的正确分类有待进一步研究。

相对于有翅膀飞翔逃避威胁、有毒针弊害、硬颚驱敌方式,该雌光萤在受到刺激时,通过提高光亮度或排泄黄褐色恶臭物以警示和驱除危害。观察期间未发现摄食,可能与交尾后需大量时间休息以发育虫卵有关,交尾前存积大量脂肪可作为这时期能量来源;水分除了自身新陈代谢水外,可能通过啃食潮湿泥土补充;受刺激排泄的黄褐色物质可能是排泄物,其中可能含有泥土成分,若含泥土组分则说明雌光萤在交尾后可能会摄食,尚需进一步研究。

产卵后若受到扰动,雌光萤会移走部分卵到新地点并护卵,观察发现,被丢弃的卵比有雌光萤守护的卵更快干瘪、霉变和褐变,说明护卵不只是保护卵免受其他动物破坏,还对卵的保湿、防霉和褐变等有积极作用,这可能与腹部8对气门在呼吸过程把水汽吹到卵壳上并把落在卵表的粉尘(病原微生物)除掉有关。

该雌光萤在蠕动时除了明显的30个光点外(其中1个在腹节7的腹部,移动时不易察觉),在体节间隙也能看到绿光,说明光点只是身体透明部分把体内的光传到体外,而不是光点自己发光;相对于控制每个光点发光,体内光源发光要容易控制得多,因此进化可能选取后者。在体内是一个光源还是每个体节都有光源,有待进一步研究。

本文观察对象只有1只雌光萤,所测量数据样本没达到研究样本数要求,因此文章中数据仅供进一步研究参考。此外雌光萤体长79.04 mm、体宽12.69 mm,与表1数据有出入,这是由于前者是产卵前数据而表1是产卵后数据,并且两次都是在雌光萤移动时采集的。

由于该雌光萤十分罕见,关于其研究报告极为稀少,需研究问题很多,其中分类学鉴定、交尾后是否摄食和光源类型等亟待研究,只有研究清楚这些问题才可能进一步保护、开发和利用。近年来我国雌光萤科的萤火虫时有报道,说明国家长期环境保护政策使生态越来越好,对环境要求苛刻的萤火虫生态得以逐渐恢复。

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