Metapopulation Research Group, Department of Biosciences, University of Helsinki, PO Box 65 (Viikinkaari 1), Helsinki, FI-00014, Finland.
J Anim Ecol. 2013 May;82(3):529-39. doi: 10.1111/1365-2656.12034. Epub 2013 Jan 24.
在昆虫中,幼虫发育时间的长短通常会影响成虫的体型和个体适应性,因此可以预期发育时间会以适应的方式对环境条件的变化做出反应。在野外,幼虫的生长可能会受到个体状况的影响,而个体状况又会受到种群水平参数的影响,如种群密度、丰度以及资源的质量。
在冬眠前,我们从一个大型集合种群的 514 个局部种群中采集了金凤蝶(Melitaea cinxia)的幼虫,并在冬眠后在共同花园条件下饲养幼虫。在这里,我们报告说,较小的冬眠后幼虫通过额外的幼虫龄期延长了它们的发育,显然是为了弥补冬眠后的“糟糕开端”。幼虫龄期的数量也是对环境条件的一种可塑性反应,因为在较凉爽的热条件下,额外龄期的频率增加。
额外龄期的好处是显而易见的,因为它可以使个体发育成更大的成虫,但代价是延迟成虫羽化,这很可能会选择反对额外龄期,特别是在雄性中,因为早期羽化对交配成功至关重要。支持这一观点的是,额外龄期的频率在雄性(7%)中明显低于雌性(42%)。
三种基因(丝氨酸蛋白酶抑制剂-1、卵黄降解蛋白酶前体和磷酸葡萄糖异构酶)的多态性已知会影响昆虫的发育,与额外龄期的发生有关。
在局部种群层面上,新建立的种群中额外龄期的频率高于旧的局部种群,这可能反映了母体效应,因为新种群通常是由在扩散中投入大量精力的雌性建立的。额外龄期的频率反过来又与一年内种群数量的变化以及金凤蝶自然集合种群中局部灭绝的风险相关。
我们的研究结果强调了个体生理状况在塑造随后的生活史事件甚至种群动态方面的重要性。