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光照對昆蟲繁殖適度的影響
昆蟲已成為動物界種類最多、分布較廣的一個類群。繁殖是昆蟲保證種群延續以及繁榮的重要手段。因為其的繁殖能力和特殊的繁殖體系, 雌性昆蟲可以通過受精囊儲存交配中從雄蟲處獲得的精子延遲卵的受精, 控制其受精時間, 以此避免不利于其后代生存的時間和環境, 待尋找到合適的環境以及寄主后, 再控制精液流出使卵受精, 保證其卵的孵化率和幼蟲的存活率。繁殖適度是衡量昆蟲適應自然的一個重要指標。在自然界, 昆蟲通常通過改變其繁殖適度的方式調節和適應外部不利的環境因素和自身因素的變化。基于近年來國內外學者對于昆蟲繁殖行為的大量研究, 從環境因素和昆蟲自身因素兩個方面對昆蟲繁殖適度進行綜述。分別討論了溫度、濕度、光照、食物和密度5個外部環境因素, 以及體型或體重、多次交配、交配經歷和延遲交配4個昆蟲自身因素, 對昆蟲繁殖適度的影響以及相應研究結果在實際生產中的應用, 并指出當前研究的存在問題, 以期為相關的進一步研究提供方向, 為田間尋找新的害蟲防治措施提供思路。
昆蟲屬于無脊椎動物中的節肢動物，是世界上數量最多的動物群體。到21世紀初，人類已知的昆蟲種類已有100多萬種，無論是個體數量、生物量、種數與基因數，它們在生物多樣性中都占有十分重要的地位。昆蟲與人類的關系密切而復雜，有些昆蟲對人類是有害的，它們會給農業生產和人類健康帶來重大危害。例如，蝗蟲、薊馬、飛虱、蚜蟲等農業害蟲，一直制約著人類的作物生產，常導致其產量下降，品質降低，甚至出現絕收現象。而蚊、蠅、虱、蚤等醫學昆蟲不僅能侵襲人體，騷擾吸血；還可以作為病媒昆蟲，攜帶病原體，并通過各種方式，在人群中傳播疾病，危害人類健康。
也有一些昆蟲對于人類而言是有益的，如訪花昆蟲是蟲媒植物授粉的必要條件，對一些作物的產量起著至關重要的作用。根據相關統計，2007年10種水果、11種蔬菜和4種大田作物的總經濟價值為12562.70億元，其中昆蟲傳粉功能的總經濟價值為6790.30億元，占當年農作物總經濟價值54.05%。家蠶、柞蠶等工業原料昆蟲，蠶蛹、蠶蛾等藥用昆蟲，以及食用昆蟲和飼料用昆蟲等，作為可以被人類利用的生物資源，具備重大的經濟價值。此外，自然界還存在著大量的捕食性及寄生性昆蟲，以一種或一類生物抑制另一種或另一類生物，通過食物鏈的形式調控農業有害生物種群數量，并以子代延續和自然繁殖長久在農田生態系統中駐留，發揮著持續控制農業有害生物的功效生態，在維持農業生態系統功能和穩定農業生產中發揮重要的作用。
如何減少害蟲的為害，使益蟲更益，甚至變害為益是昆蟲學當前的主要研究方向。繁殖是昆蟲最基本的行為活動之一，是昆蟲保證種群延續以及繁榮的重要手段。無論是農業害蟲的防治，還是經濟、生防等昆蟲的養殖與利用，都不能缺少對于昆蟲繁殖行為的研究。作為衡量昆蟲繁殖能力強弱與改變的指標，昆蟲繁殖適度研究。昆蟲繁殖適度是一個群體概念，指昆蟲在自然環境中留下能夠適應其所處環境的后代的能力，包括親代的生存能力、繁殖能力以及后代的存活能力。昆蟲繁殖適度通常會受到溫度、濕度、光照等環境因素以及昆蟲自身因素的影響。本文基于近年來昆蟲繁殖適度的相關研究，從環境因素和昆蟲自身因素兩個方面進行了綜述。
在自然界中，溫度是限制昆蟲種群增長、分布范圍的主要因素之一。昆蟲是變溫動物，保持和調節體內溫度的能力不強，其體內的生理代謝過程會受到環境溫度的強烈影響。外界溫度過高或過低，都會影響到昆蟲正常的生命活動，其中，昆蟲生長發育和繁殖行為受溫度的影響最為直接。在適宜的溫度區間內，溫度的升高會加快動物新陳代謝的速率，溫度越高，昆蟲的發育速率越快，其交配前期、產卵期與壽命也會隨之縮短。而當溫度的改變過大偏離其適宜區間時，昆蟲的繁殖適度就會受到溫度嚴重的限制。一方面是溫度對于親代的影響，昆蟲在提高體內Hps70蛋白含量獲得耐脅迫能力的同時，也會伴隨生殖力降低、壽命縮短等負面影響；另一方面則是溫度對于卵的直接作用，崔旭紅等對B型煙粉虱Bemisia tabaci的研究表明，將B型煙粉虱的卵短時間暴露在高溫下，便會使其卵孵化率顯著下降
然而，昆蟲對于環境溫度的改變也有著其相應的對策，除了提高體內耐熱酶系以抵抗不適的溫度變化外，其還可以通過遷飛和滯育等途徑度過不適合其生存的空間和時間，以獲得的繁殖利益。雖然遷飛和滯育通常意味著昆蟲繁殖適度的降低，但是相較于在不合適的空間或時間下繁衍后代，遷飛和滯育無疑是更好的選擇。
昆蟲對濕度的要求本質就是其對水的需求。昆蟲體型小，儲水能力一般很弱，同時其相對表面積大，日常的行為活動時容易損失水分。濕度對昆蟲繁殖適度的影響本質上是對其體內水分平衡的影響，從而調控其生長發育，限制其繁殖行為，表現在多個具體方面。首先是成蟲生殖能力，濕度的改變可以影響昆蟲卵巢的發育，限制其生殖潛能。研究表明大黑腮金龜Holotrichia oblita產卵的最適土壤含水量范圍為11%~25%，土壤含水量過高會抑制它產卵，過低則會限制其卵巢的發育。濕度還可以與其他環境因子聯合作用影響成蟲的產卵。例如在25~35 ℃范圍內，埃及伊蚊Aedes aegypti其產卵量隨著溫度的增加而降低，其降低的強度則受到濕度影響，在高濕度條件下，溫度的增加對埃及伊蚊產卵量的影響更為強烈。濕度的變化也會影響卵的發育和孵化，稻縱卷葉螟Cnaphalocrocis medinalis Guenee、黃芪根瘤象甲Sitona simillimus、銅綠麗金龜Coelophora saucia（Mulsant）等昆蟲的研究表明，不合適的濕度條件會明顯減少其卵的孵化率，顯著延長其卵的發育歷期。
光是自然界的主要能量來源，所有生命體都會直接或間接的受到光的影響。光對昆蟲的生長發育、繁殖能力以及呼吸代謝等方面存在著重要影響，其影響程度與光周期、強度和波長有關。光周期通過對昆蟲的交配、產卵、滯育、休眠等行為活動的調節，而顯著影響昆蟲的繁殖適度。相較于光照培養箱短光照（8 h : 16 h），赤星瓢蟲Coelophora saucia在長光照（14 h : 10 h）條件下雌成蟲產卵前期更短，產卵量和孵化率顯著提高。光周期還是誘導和解除昆蟲滯育的主要環境因素之一，通常滯育會給昆蟲的繁殖適度帶來負面影響。如滯育明顯降低了豆螟Ostrinia scapulalis成蟲的交配成功率、繁殖力以及雌蟲的壽命。光照強度與波長的改變也會影響昆蟲繁殖適度。在光照培養箱中異遲眼蕈蚊Bradysia difformis在588、1275、1575、2072、3323 lx 5種光照強度下，其壽命及雌蟲的產卵量隨光照強度的增加而下降，588 lx時，成蟲的壽命及產卵量顯著高于其他光強處理。發現不同波長影響棉鈴蟲Helicoverpa armigera的明適應狀態、交配及產卵，光照培養箱在夜間給予590、540、505 nm波長的光照可以保持其明適應狀態，干擾其夜間的活動習性，而夜間給予光波長為590、505 nm的光照時，會顯著減少卵的孵化率。
光照影響昆蟲的繁殖適度，可用于害蟲綜合治理策略的制定。燈誘法等即基于夜間燈光能夠影響夜行性昆蟲的節律，干擾其取食、產卵、交配等行為活動，降低其繁殖適度這一原理。日本在蔬菜田間使用黃燈來防治夜行性蛾類，取得了顯著防效，并減少了農藥在蔬菜栽培過程中的使用量
食物的種類、成分及質量影響和改變昆蟲的繁殖適度。食物與昆蟲繁殖適度的關系在植食性昆蟲的寄主適應性研究、經濟昆蟲和生防昆蟲的養殖等方面，已有大量報道。取食不同寄主植物對亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis幼蟲的存活率、發育歷期和繁殖能力均有顯著影響。其中，蒼耳和酸模葉蓼是室內飼養玉米螟的最適宜寄主，取食這兩種寄主時幼蟲發育歷期最短，成蟲壽命較長，幼蟲成活率較高。目前的觀點認為這可能是由于昆蟲取食寄主時營養成分以及有害成分的不同。食物質量的不同也會對繁殖適度造成影響，如Chen等在以糖和酵母膏飼養橘小實蠅Bactrocera dorsalis Hendel成蟲時發現，飼料中酵母的含量會顯著影響其壽命與產卵量，在不添加酵母膏的情況下，成蟲不能產卵，而當酵母膏濃度增加到25% 時，成蟲的壽命會顯著縮短。駱丹對馬尾松毛蟲Dendrolimus punctatus的研究表明，取食馬尾松老葉的雌蟲的產卵量顯著高于取食新葉的雌蟲，說明對于馬尾松毛蟲而言，馬尾松老葉是一種比新葉質量更高的食物。
昆蟲寄主適應性對繁殖的影響研究，可以幫助農業工作者更好地預測害蟲在田間的發生趨勢，從而可以對害蟲采取針對性的防治措施。此外，對其取食不同成分配比食物的研究，還可以幫助研究者找出更合適的飼料配方，降低大規模養殖昆蟲所需的經濟成本。
昆蟲的密度對其存活率、食物利用率、防御能力、遷飛行為、昆蟲體色、個體大小、產卵量等指標均有重要的調控作用，是影響昆蟲生長發育和種群動態規律的重要因子。在自然界，昆蟲一般通過釋放信息素吸引或趨避同類，以便維持其交配、產卵等各種行為所需的密度。研究表明，幼蟲和成蟲的密度都可以對昆蟲的繁殖行為產生一定的影響，進而改變其繁殖適度。幼蟲密度主要通過食物競爭、自相殘殺或是接觸損傷等幾種方式，影響幼蟲的生長發育、化蛹，從而影響繁殖適度。在二點委夜蛾Athetis lepigone、甜菜夜蛾Spodoptera exigua 和草地螟Loxostege sticticalis中，過高的密度不僅影響幼蟲發育歷期和存活率，還會顯著影響成蟲的體重及其產卵量和壽命，降低種群增長率。成蟲密度除了通過限制空間和食物的方式外，還可以通過影響昆蟲的交配行為來改變昆蟲的繁殖適度。不同飼養密度對井上蛀果斑螟Assara inouei的繁殖適度有顯著影響，其成蟲只有在特定的飼養密度下才有最大的壽命與繁殖力，飼養密度過高或過低都顯著降低成蟲的繁殖力，該密度下，成蟲既不會過于擁擠、相互干擾，又有利于雌雄蟲交配