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龜紋瓢蟲(chóng)的定向搜索行為研究
龜紋瓢蟲(chóng)是蚜蟲(chóng)的重要天敵．當(dāng)棉田生態(tài)系統(tǒng)的棉蚜大爆發(fā)時(shí)，可以大規(guī)模釋放龜紋瓢蟲(chóng)來(lái)防控棉蚜．研究發(fā)現(xiàn)，龜紋瓢蟲(chóng)能依靠多種信號(hào)找到棉蚜，除了憑借棉蚜本身的信號(hào)外，還會(huì)依靠被棉蚜危害植物所釋放出的氣味（對(duì)瓢蟲(chóng)而言是一種嗅覺(jué)信號(hào)）和棉蚜危害植物的形狀（對(duì)瓢蟲(chóng)而言是一種視覺(jué)信號(hào)）進(jìn)行定向搜索．
研究者對(duì)嗅覺(jué)和視覺(jué)信號(hào)在龜紋瓢蟲(chóng)定向搜索中的作用，以及瓢蟲(chóng)有無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)對(duì)該過(guò)程的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究．研究者將野外采集的龜紋瓢蟲(chóng)放入人工飼養(yǎng)箱培養(yǎng)，待瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵、孵化成幼蟲(chóng)后，取若干幼蟲(chóng)隨機(jī)分為兩組．一組幼蟲(chóng)用人工飼料繼續(xù)飼養(yǎng)，直到幼蟲(chóng)變?yōu)槌上x(chóng)．另一組幼蟲(chóng)放在帶棉蚜的棉花植株上，直到幼蟲(chóng)變?yōu)槌上x(chóng)．
實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用昆蟲(chóng)行為測(cè)試儀（如圖A所示）研究瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)的定向搜索行為．整個(gè)裝置使用兩個(gè)透明密閉的玻璃箱，與中部的觀察區(qū)相連．測(cè)試儀左側(cè)放入被棉蚜危害的棉花植株，右側(cè)為空玻璃箱（作為對(duì)照）．實(shí)驗(yàn)過(guò)程保證從觀察區(qū)兩側(cè)進(jìn)出的氣流速度相同．
將圖A左側(cè)箱子替換為嗅覺(jué)信號(hào)箱（圖B），在靠近觀察區(qū)的一側(cè)用遮光板擋住，此時(shí)，瓢蟲(chóng)只能感知來(lái)自棉花的嗅覺(jué)信號(hào)，右側(cè)為空白對(duì)照箱，該裝置用于測(cè)試瓢蟲(chóng)在嗅覺(jué)信號(hào)與空白之間的選擇行為．如果替換成視覺(jué)信號(hào)箱（圖C），瓢蟲(chóng)只能感知來(lái)自棉花的視覺(jué)信號(hào)，這樣可以測(cè)試瓢蟲(chóng)在視覺(jué)信號(hào)與空白之間的選擇行為．如果左側(cè)使用視覺(jué)信號(hào)箱、右側(cè)使用嗅覺(jué)信號(hào)箱，可以測(cè)試測(cè)試瓢蟲(chóng)在視覺(jué)信號(hào)與嗅覺(jué)信號(hào)之間的選擇行為．
研究者進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，分別是嗅覺(jué)信號(hào)對(duì)空白對(duì)照，視覺(jué)信號(hào)對(duì)空白對(duì)照，視覺(jué)信號(hào)對(duì)嗅覺(jué)信號(hào)．每一組實(shí)驗(yàn)的做法為：在實(shí)驗(yàn)前，將無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)的瓢蟲(chóng)飼養(yǎng)在干凈空氣中，并在實(shí)驗(yàn)前12小時(shí)，對(duì)所有瓢蟲(chóng)進(jìn)行饑餓處理．分別選取40只無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)和有捕食經(jīng)驗(yàn)的瓢蟲(chóng)，從測(cè)試儀中部放蟲(chóng)口逐一放入昆蟲(chóng)行為測(cè)試儀（見(jiàn)圖A），2分鐘內(nèi)觀察瓢蟲(chóng)的反應(yīng)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)和有捕食經(jīng)驗(yàn)的瓢蟲(chóng)表現(xiàn)出不同的行為反應(yīng)．在視覺(jué)信號(hào)的測(cè)試中，有捕食經(jīng)驗(yàn)的瓢蟲(chóng)明顯地趨向視覺(jué)信號(hào)，無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)瓢蟲(chóng)無(wú)選擇差異．在嗅覺(jué)信號(hào)的測(cè)試中，兩類(lèi)瓢蟲(chóng)均趨向嗅覺(jué)信號(hào)．在視覺(jué)信號(hào)對(duì)嗅覺(jué)信號(hào)的測(cè)試中，兩類(lèi)瓢蟲(chóng)更多地選擇了嗅覺(jué)信號(hào)．
本研究結(jié)果表明，龜紋瓢蟲(chóng)雖有先天識(shí)別受害棉花與空白的能力，但獲得捕食經(jīng)驗(yàn)后的瓢蟲(chóng)對(duì)于嗅覺(jué)信號(hào)和視覺(jué)信號(hào)的響應(yīng)更敏感、更快捷，可以明顯提高其定向搜索能力和效率．
（1）龜紋瓢蟲(chóng)屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén)昆蟲(chóng)綱的動(dòng)物．
（2）研究者實(shí)驗(yàn)用的龜紋瓢蟲(chóng)，要從卵開(kāi)始飼養(yǎng)，且其中一組幼蟲(chóng)用人工飼料飼養(yǎng)是為了獲得無(wú)捕食經(jīng)驗(yàn)的瓢蟲(chóng)．在實(shí)驗(yàn)前12小時(shí)，對(duì)所有瓢蟲(chóng)進(jìn)行饑餓處理，目的是讓龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)刺激信號(hào)更敏感，從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率．
（3）進(jìn)行視覺(jué)信號(hào)對(duì)空白測(cè)試時(shí)，氣流必須繞過(guò)視覺(jué)信號(hào)箱，否則，對(duì)瓢蟲(chóng)而言會(huì)形成視覺(jué)和嗅覺(jué)信號(hào)．
（4）從行為的獲得途徑考慮，龜紋瓢蟲(chóng)定向搜索行為是很復(fù)雜的，沒(méi)有捕食經(jīng)驗(yàn)的龜紋瓢蟲(chóng)，可以通過(guò)嗅覺(jué)信號(hào)識(shí)別受害棉花，這是先天性行為；而視覺(jué)信號(hào)的測(cè)試的結(jié)果則說(shuō)明這種行為也有學(xué)習(xí)行為的成分．
（5）根據(jù)上述資料進(jìn)行的推理分析，不合理的是C．
A．嗅覺(jué)信號(hào)對(duì)于龜紋瓢蟲(chóng)捕食比視覺(jué)信號(hào)更有效
B．捕食經(jīng)驗(yàn)可以讓瓢蟲(chóng)更有效地找到不易察覺(jué)的害蟲(chóng)
C．龜紋瓢蟲(chóng)的這種捕食經(jīng)驗(yàn)可以遺傳給它們的后代
D．龜紋瓢蟲(chóng)的定向搜索行為受多種信號(hào)的影響
（6）該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為治理棉田生態(tài)系統(tǒng)蚜蟲(chóng)大爆發(fā)提供的指導(dǎo)或啟示是大規(guī)模釋放龜紋瓢蟲(chóng)之前可以對(duì)其進(jìn)行捕食馴化（或?qū)敿y瓢蟲(chóng)進(jìn)行捕食馴化可提高對(duì)棉田蚜蟲(chóng)的捕食成功率）．
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