引言 已知有超过40种Pseudacteon属的寄生蝇能够寄生于美洲的Solenopsis saevissima和Solenopsis geminata蚂蚁种群(Plowes 2009, Patrock 2009)。一旦雌性寄生蝇找到宿主,它们会在宿主上方盘旋,直到准确定位。然后它们会迅速将一枚卵注入蚂蚁的胸部(Porter 1998)。这枚卵在几天内孵化,幼虫会迁移到蚂蚁头部,在那里生长2-3周,之后会切断宿主的头部并在空的头壳中化蛹。 多项研究已经探讨了寄生蝇用来定位蚂蚁宿主的化学物质。寄生在Paraponera clavata巨蚁身上的寄生蝇会被受伤或战斗中的蚂蚁释放的下颚腺警报信息素所吸引(Feener et al. 1996)。叶切蚁的寄生蝇Neodohrniphora elongata主要依靠视觉线索,但踪迹信息素可以增强其攻击动机(Gazal et al. 2009)。在欧洲寄生于Lasius蚂蚁上的Pseudacteon属寄生蝇则被宿主毒腺释放的蚁酸所吸引(Maschwitz et al. 2008)。相比之下,Pseudacteon brevicauda寄生蝇会被其宿主Myrmica rubra的下颚腺中的多种成分所吸引(Witte et al. 2010)。已知寄生在火蚁身上的Pseudacteon tricuspis寄生蝇会被在野外受到干扰并可能释放警报信息素的火蚁所吸引(Morrison and King 2004)。Chen和Fadamiro(2007)证实P. tricuspis会被火蚁的化学物质所吸引,并认为吸引物的来源是蚂蚁的胸部,排除了招募信息素作为宿主定位线索的可能性。然而,他们测试的是活性较弱但商业上可获得的(E, E)-\(\:\propto\:\)-farnesene,而不是高活性的(Z, E)-\(\:\propto\:\)-farnesene(Alonso and Vander Meer 1997)。Sharma和Fadamiro(2013)表明,火蚁毒液生物碱和警报信息素的组合比单独使用任一物质更能吸引寄生蝇(Pseudacteon tricuspis, P. obtusus, 和 P. curvatus)。Ngumbi和Fadamiro(2015)发现合成的警报信息素及其异构体会吸引四种Pseudacteon属物种:P. cultellatus, P. curvatus, P. obtusus, 和 P. tricuspis。 先前的研究已经证明,受到电刺激的火蚁工蚁会释放外分泌腺体产物,例如毒液、招募信息素和警报信息素(Vander Meer et al. 2002)。本研究的第一个目标是确定寄生蝇是否会对在野外条件下受电刺激的工蚁释放的挥发性物质作出反应。然后,我们利用寄生蝇在实验室饲养攻击箱中的宿主寻找行为作为工具,来确定吸引寄生蝇到火蚁宿主体内的半化学物质的来源和性质。
方法和材料 **野外评估寄生蝇对受电刺激火蚁工蚁的吸引** 选择了一个拥有P. tricuspis蝇种群的野外地点(佛罗里达州盖恩斯维尔市Hogtown Creek;北纬29.6396°,西经-82.3945°),以评估受电刺激的火蚁在其自然栖息地中吸引寄生蝇的能力。培养皿(直径6厘米)装有两个独立的电栅格(约4厘米见方),由2毫米宽的铜带制成。两个栅格以一定的间距排列,使得行走的火蚁工蚁有很大概率同时触碰到这两个栅格,从而闭合电路。标准电源线被焊接在培养皿中两个独立铜带栅格的末端,并用一小块有机玻璃固定到位(图1)。对照培养皿与实验培养皿大小相同,但没有电栅格。实验培养皿和对照培养皿的内外表面都涂有Fluon™,以防止火蚁进出培养皿。电力通过电压逆变器将汽车电池的12 V直流电转换为110 V交流电,并通过Variac电压调节器(ISE,俄亥俄州克利夫兰)调节至30 V。长延长线将电力输送到实验培养皿。实验培养皿和对照培养皿被放置在地面上的自然阴凉处(相距3-4米),不考虑 existing fire ant colonies 的位置。来自实验室饲养种群的火蚁工蚁(100-200只)被轻轻放入对照和实验培养皿中。记录下对照组和实验组培养皿中寄生蝇的活动数量(时间0点),然后通过开启电源30秒、关闭电源30秒的方式对实验组的火蚁工蚁进行电刺激,总共持续三分钟。在野外有经验的观察者同时位于实验组和对照组的位置。在电刺激序列结束后3分钟和8分钟时,记录培养皿中的寄生蝇数量。该实验在野外不同地点重复进行了八次。
合成吡嗪类警报信息素 火蚁警报信息素被鉴定为2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine(Vander Meer等人2010年)。这种信息素作为混合物在市场上出售,其中还包含2-ethyl-3,6-dimethylpyrazine异构体(Aldrich Chemical Co,密尔沃基,威斯康星州,美国)。将合成吡嗪混合物溶解在矿物油中,浓度为每10微升矿物油含5微克吡嗪。矿物油可以减缓高挥发性吡嗪的释放速度。
S. invicta的警报信息素被分离并鉴定为2,6-二甲基-3-乙基吡嗪(Vander Meer等人2010年)。这种挥发性吡嗪警报信息素来源于下颚腺。由于其高挥发性、工蚁的高敏感性以及下颚腺中该信息素的低浓度,分离和鉴定这种信息素需要花费了数十年的时间。市面上有一种包含火蚁警报信息素及其异构体的混合物。这种混合物在低于其他吡嗪类似物的浓度下,就能引起伪BT甲虫的显著EAG反应,从而支持了火蚁警报信息素在吸引伪BT甲虫到其宿主火蚁方面所起的作用(Sharma等人2011年)。然而,由于Chen等人(2009年)先前已经证明火蚁生物碱能够吸引伪BT甲虫,Sharma等人(2011年)提出这两种化学物质可能共同起作用。Sharma和Fadamiro(2013年)进一步提出了P. tricuspis利用火蚁警报信息素进行远距离吸引,而利用毒液生物碱进行近距离吸引的假设。这一观点在Chen和Fadimiro(2018年)关于伪BT甲虫宿主特异性和影响的综合综述中得到了重申。