休闲所昆虫资源化利用团队在Gondwana Research上发表昆虫求偶行为重要研究进展

2022年3月23日,国际地学TOP期刊《Gondwana Research》(5年影响因子7.686,中科院分区一区)在线发表了题为“A Cretaceous balloon lifts the veil on the antiquity and evolution of nuptial gifts”的研究论文,报道了我院休闲所昆虫资源化利用团队与中国农业大学植物保护学院杨定教授团队、美国堪萨斯大学Michael S. Engel教授合作在昆虫求偶行为方面的重要研究成果。

赠礼是许多昆虫求偶的重要环节,对于种群延续具有重要意义。一方面,大部分昆虫的彩礼都是食物,雌性摄入营养物质有利于提升后代数量、寿命和生存能力;另一方面,不少类群的雌性都借助彩礼评估雄性基因质量。因此,献彩礼行为在性选择与同性竞争中都具重要作用,是昆虫交配行为演化乃至两性平衡的关键,一直是进化生物学、行为学、生态学研究领域的焦点。然而,现生昆虫彩礼的多样化使推测其演化路径极为困难,人们对献彩礼行为的起源与演化都尚缺乏认知。但此前一般认为,献彩礼行为的起源很可能出于偶然,与营养有关的献彩礼行为只在捕食性类群中出现。

研究人员在化石中发现了一枚来自一亿年前白垩纪的昆虫彩礼——一只由舞虻总科基部类群扁角舞虻属Alavesia雄虫分泌的唾液球,被封存于一枚缅甸琥珀中(图1)。该类群求偶行为丰富多样,是研究昆虫献彩礼行为的理想模式生物类群。因此,研究人员基于琥珀中彩礼的形态与现生昆虫的食性、集群行为、捕猎行为、献彩礼行为等特征,进一步重建了相关演化历史(图2)。研究证实了献彩礼行为对于昆虫而言并非偶发事件,而是一项原始的,解决雌虫繁育后代时缺乏营养问题的共性手段。制造彩礼从完全依赖消耗雄性身体内部营养资源,演化向多元利用外界物质。彩礼也从单纯应对雌虫繁育后代所遇的营养压力演化向兼具提供求爱信号等多种功能,最终可能演化为一种交流的媒介。这两大演化方向对于所有昆虫的求偶献礼而言都是共通的,研究成果对于解析昆虫繁育机制,优化昆虫保育技术有着重要的指导意义。

图片1.png图1


图片2.png图2


江苏省农业科学院休闲农业研究所为本研究第一完成单位,休闲所唐楚飞博士为该论文的第一作者,中国农业大学植物保护学院杨定教授为论文的通讯作者,休闲所廖怀建副研究员、中国农业大学植物保护学院刘星月教授、美国堪萨斯大学昆虫系Michael S. Engel教授和美国孟菲斯大学生物系李轩昆博士参与了本项研究工作。本研究得到了国家自然科学基金与江苏省自然科学基金的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gr.2022.03.008