科学家对一种重要黄蜂的进化有了新认知,这一发现有望提升自然害虫防治的有效性。

斯特灵大学的丽贝卡·博尔顿博士首次证实,名为Lysiphlebus fabarum(一种小型黄蜂)的物种,无论有无配偶都能繁殖。此前,人们普遍认为无性生殖的雌性无法通过有性交配繁殖后代,而此次发现挑战了这一假设。
这种黄蜂是天然的害虫控制者,它们会将卵产在蚜虫这种吸食汁液的小型昆虫体内,幼虫从内到外吞噬宿主。已知Lysiphlebus fabarum既有有性繁殖种群,也有无性繁殖种群,但此前并不清楚无性繁殖的雌性是否可与雄性进行有性繁殖,此次发现为改进生物害虫防治开辟了新可能。
许多寄生蜂被大量饲养并释放,作为杀虫剂的天然替代品。它们会在其他物种(其中许多是害虫)上或体内产卵,发育中的黄蜂幼虫吞噬宿主,进而杀死宿主。无性繁殖虽能快速产生大量黄蜂,但这些黄蜂需适应当地害虫和环境才能有效繁殖。尽管Lysiphlebus fabarum在世界各地均有分布且天然以蚜虫为目标,但目前尚未商业化使用。
了解该物种的繁殖方式有助于提高商业饲养品系的遗传多样性,使未来的生物防治剂更具弹性和适应性。
研究负责人博尔顿博士表示,从进化角度看,兼性繁殖似乎是完美策略,无性繁殖效率高,省去了寻找配偶的成本和风险,但性对进化至关重要。无性繁殖物种在环境变化时可能无法像有性繁殖物种那样适应,兼性繁殖兼具无性繁殖的效率和有性繁殖的进化优势,被誉为两全其美的繁殖方式。不过,她的研究结果表明兼性生殖可能存在隐性成本,会降低雌蜂的繁殖成功率,这可能限制其在自然界中发生的频率。
博尔顿博士在大学受控环境设施(CEF)中饲养这些黄蜂,最初计划让无性黄蜂和有性黄蜂直接竞争,看哪种黄蜂寄生的蚜虫最多。但在实验早期,她发现雌性无性黄蜂行为异常,并与有性黄蜂种群中的雄性交配。于是,她改变策略,更详细记录这种行为,并进行黄蜂亲子鉴定。
确认无性生殖黄蜂进行兼性生殖后,博尔顿博士开展实验,让无性生殖雌性交配或不交配,检查它们及其女儿在寄生蚜虫方面的成功率。实验将约300只(每只约1毫米长)黄蜂放入培养皿,与一群吸食汁液的蚜虫一起,计数被寄生的黄蜂数量。Lysiphlebus fabarum黄蜂寿命仅几天,但要在宿主身上花两周时间发育成幼虫。整个实验在两代黄蜂中进行,历时六周。完成后,博尔顿博士提取黄蜂DNA进行亲子鉴定,结果显示交配的无性黄蜂在大多数情况下是有性繁殖的,因为它们的后代携带一些只在父系黄蜂身上发现的DNA片段。
这项题为“对于寄生蜂Lysiphlebus fabarum来说,兼性繁殖是两全其美的吗?”的研究发表在《皇家学会开放科学》杂志上。BBSRC执行主席Anne Ferguson-Smith教授称,这是BBSRC探索奖学金帮助早期职业研究人员探索与现实世界相关生物科学基本问题的精彩案例,博尔顿博士的研究为更可持续的害虫防治开辟了新途径,支持此类好奇心驱动的研究,不仅能增强英国研究基础,还能推动造福环境、粮食系统和整个社会的创新。
更多信息: Rebecca A Boulton,《兼性性交对寄生蜂Lysiphlebus fabarum来说,是两全其美的选择吗? 》 《皇家学会开放科学》(2025)。
















京公网安备 11010802043282号