多寄生现象助力专性内寄生蜂在不适宜宿主毛虫体内完成寄生

为探究寄生蜂在非宿主物种产卵的适应性意义，研究人员以 Ck、Mp和 Myl为对象，发现多寄生可使 Ck在不适宜宿主完成寄生，具重要生态意义

　　在奇妙的昆虫世界里，寄生蜂作为众多昆虫的 “天敌”，在生态系统中扮演着至关重要的角色。每一种寄生蜂都有其特定的宿主范围，就像被设定了 “专属密码” 一样，只有找到正确的宿主，它们的卵才能顺利发育。然而，现实中寄生蜂偶尔会 “犯错”，将卵产在非宿主物种体内，以往这种行为被认为是 “失误”，因为卵在非宿主物种中几乎无法存活。

但随着研究的深入，科学家们发现这背后或许隐藏着不为人知的秘密。在寄生蜂的进化历程中，这些看似错误的行为可能对其宿主范围的扩展产生重要影响。此前已有研究提出假设，认为在特定情况下，寄生蜂在非宿主物种产卵可能会增加其在无普通宿主环境下的生存几率。可遗憾的是，这个假设在自然共生的草食动物 - 寄生蜂系统中从未得到验证。为了揭开这层神秘的面纱，来自日本筑波大学（Faculty of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba）和日本农业食品产业技术综合研究机构（Institute of Agrobiological Sciences, National Agriculture and Food Research Organization）的研究人员开展了一系列实验。他们以两种内寄生蜂 ——Cotesia kariyai（C_k）和 Meteorus pulchricornis（M_p），以及夜蛾科（Noctuidae）的 Mythimna loreyi（M_yl）毛虫为研究对象。其中，C_k是寄生于 Mythimna separata（M_ys）毛虫的单食性专性寄生蜂，而 M_p是能寄生多种外生鳞翅目毛虫的广食性寄生蜂，M_yl是 M_p的适宜宿主，却是 C_k的不适宜宿主。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解寄生蜂与宿主之间的复杂关系提供了新的视角。

研究人员采用了多种实验方法来深入探究。在昆虫样本选取上，他们从实验室培养和野外采集获取实验所需的昆虫。实验观察方面，通过观察寄生蜂对不同宿主的接受和产卵行为，记录产卵数量、寄生成功率等数据。解剖观察则是对寄生后的毛虫进行解剖，查看寄生蜂幼虫的发育情况，判断是否存在超寄生现象。同时，研究人员设置了多种实验条件，如单寄生实验、多寄生实验（不同宿主龄期、不同产卵顺序和间隔）以及笼内自由产卵实验等，全面考察各种因素对寄生结果的影响。并且运用统计学方法对实验数据进行分析，确保实验结果的准确性和可靠性。

在实验 1 “宿主接受和产卵” 中，研究人员发现，无论宿主龄期以及是否被异种寄生蜂提前产卵，C_k雌蜂都会对 M_yl毛虫表现出产卵行为，且产卵数量与在其普通宿主 M_ys上没有显著差异；M_p雌蜂也大多接受 M_yl毛虫进行产卵。这表明两种寄生蜂都能接受 M_yl毛虫作为产卵对象。

实验 2 “单寄生实验” 结果显示，C_k单独寄生 M_yl毛虫时，无论宿主龄期如何，都没有 C_k成虫羽化；而 M_p在 M_yl毛虫上寄生时，有较高的羽化成功率。这进一步证实 M_yl毛虫对 C_k来说是不适宜宿主，对 M_p则是适宜宿主。

实验 3 “不同宿主龄期的多寄生实验” 表明，在多寄生的毛虫中，C_k和 M_p都有一定的羽化率，但两者不会同时从一条幼虫中羽化。C_k从 M_yl毛虫中羽化的成功率较低，且羽化出的成虫数量显著少于从其普通宿主 M_ys中羽化的数量；M_p的成功寄生率则显著高于 C_k。这说明在多寄生情况下，C_k虽然能在 M_yl毛虫中完成发育，但面临着诸多限制。

实验 4 “不同顺序和间隔的多寄生实验” 发现，C_k在 M_p产卵前 24 小时到产卵后 12 小时内产卵时，能成功寄生 M_yl毛虫，但成功率较低，且在此期间不同时间点的寄生成功率存在差异；M_p的成功寄生率始终显著高于 C_k。这表明产卵顺序和间隔对 C_k在 M_yl毛虫上的寄生有重要影响。

实验 5 “多寄生毛虫中寄生蜂幼虫的观察” 通过解剖 M_yl毛虫发现，在单寄生 C_k的 M_yl毛虫中，8 天后未观察到 C_k幼虫；而在多寄生的 M_yl毛虫中，部分存在 C_k幼虫，且未发现 C_k幼虫寄生 M_p幼虫的超寄生现象。这说明多寄生时 C_k幼虫能在 M_yl毛虫中存活，且并非通过超寄生方式。

实验 6 “笼内同时自由产卵饲养实验” 结果显示，在 10 次重复实验中，有 5 次观察到 C_k成功寄生 M_yl毛虫，C_k的羽化率为 6%，M_p的羽化率为 48%。这表明在自由产卵的自然环境模拟条件下，C_k也有可能在 M_yl毛虫中完成寄生。

综合以上实验结果，研究人员得出结论：C_k在与 M_p多寄生的情况下，能够在不适宜宿主 M_yl毛虫中完成幼虫发育并羽化出成虫。这一现象说明寄生蜂在非宿主物种产卵的行为并非完全是 “失误”，在多寄生的情况下可能具有适应性意义。研究人员还提出了 “盗寄生（pirate parasitism）” 这一新术语，用于描述这种需要另一种寄生蜂先寄生才能完成发育的多寄生现象。在这个寄生系统中，C_k是 “盗寄生蜂”，M_p是 “媒介寄生蜂”。从生态意义上讲，这种现象增加了寄生蜂在无普通宿主环境下的繁殖潜力，对于维持寄生蜂种群数量具有重要作用。从进化角度看，它为寄生蜂宿主范围的扩展提供了新的解释，暗示寄生蜂在非宿主物种产卵的行为可能是宿主转换和宿主范围扩展的预适应。然而，目前这种现象在野外的发生频率还不清楚，需要进一步开展野外调查研究。总之，这项研究为深入理解寄生蜂与宿主之间的相互作用机制以及寄生蜂的生态和进化提供了重要依据，也为生物防治等领域的研究开辟了新的思路 。