寄生蜂的十八般武藝 - 科學Online

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前者主要為外寄生。

亦即寄生蜂將寄主麻痺後,產卵於寄主體表,並將其安置於隱蔽的巢穴中(圖一); ... Saturday13thAugust2022 13-Aug-2022 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟-中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 寄生蜂的十八般武藝(Howtobeasuccessfulparasitoidwasp?) 國立臺灣大學植物醫學碩士學位學程助理教授楊景程 寄生蜂是一群嬌小的昆蟲,但卻是許多生物(在本文稱為寄主)聞之色變的夢魘。

即使寄主積極抵抗或賣力偽裝,雌性寄生蜂總是有辦法找到這些寄主(例如蛾類或蝴蝶的幼蟲),並將卵產於其體內。

有時寄主並不會死亡,甚至能繼續覓食發育,但是當寄生蜂幼蟲孵化後,取食寄主體內組織而逐漸成長,直到化蛹。

當此一時刻來臨,寄主的生命也走到了盡頭。

圖一蛛蜂將已麻痺的蜘蛛(寄主)拖回巢中後,會於寄主體外產卵。

(圖片來源:維基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Spider_wasp#/media/File:Spider_wasp_pompilid.jpg) 依照寄生蜂與其寄主間之關係,可分為兩大類:一類是抑性寄生(idiobiont),另一類則是共育寄生(koinobiont)。

前者主要為外寄生。

亦即寄生蜂將寄主麻痺後,產卵於寄主體表,並將其安置於隱蔽的巢穴中(圖一);孵化的幼蟲以麻痺致死的寄主為食,直到化蛹。

這是以抑制寄主發育而換取成長的方式,稱為抑性寄生。

換句話說,寄主一旦被此類寄生蜂雌蟲盯上後,小命已經不保了。

共育寄生之寄生蜂則多行內寄生。

通常寄主在遭到寄生蜂產卵後仍能繼續發育,且能自由活動,孵化的寄生蜂幼蟲則於寄主體內取食各類組織,寄主的生命隨著幼蟲發育、化蛹而宣告終止(圖二)。

此類寄生關係因寄主與寄生蜂兩者共同發育而稱為共育寄生。

兩類寄生關係的寄主專一性也有天壤之別;一般而言,抑性寄生的寄生蜂能在許多不同寄主物種身上寄生,因此為廣食性的物種(generalist),而共育寄生的寄生蜂則僅能在少數寄主物種體內寄生,因此是偏向專性寄生(specialist)。

這可能是因為寄生蜂卵及幼蟲必須面對寄主的免疫反應,是否能夠對抗免疫反應是寄生蜂幼蟲存活的關鍵,因此在演化的過程中,針對少數寄主種類的免疫系統,發展出獨特且有效的寄生方式,以躲過寄主免疫系統之攻擊,也因此而造成偏向專性寄生。

圖二寄生蜂鑽出蛾類幼蟲(寄主)體外,並於其下方結繭(白色橢圓狀物體),此寄主已呈瀕死狀態。

(圖片來源:維基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Parasitoid#/media/File:BodyGuardparasitoid.JPG)   圖三寄生蜂產卵時,將卵(黃色橢圓)與多去氧核糖核酸病毒(polydnavirus,淺藍色顆粒)一併經產卵管(ovipositor)送入寄主體內。

此類病毒會協助癱瘓寄主免疫系統。

(圖片來源:維基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Polydnavirus#/media/File:Pdv-host.svg) 寄生蜂與其他微生物結盟,一同擊潰寄主的免疫機制是最令人嘆為觀止的生物現象之一。

這類寄生蜂雌蟲在產卵時,將卵與多去氧核糖核酸病毒(polydnavirus)一起送入寄主體內(圖三)。

此類病毒能弱化寄主血球辨認外來物之機制,因而大大提升寄生蜂卵粒及幼蟲於寄主體內存活的機會。

此類病毒並不會於寄主體內複製,而會在寄生蜂幼蟲化蛹前,進到其體內,於幼蟲化蛹羽化後,在其卵巢中才大量增殖。

雖然目前科學界仍不知道為什麼此類病毒不會傷害寄生蜂本身,但寄生蜂能這樣完美的“使用”病毒,以確保這個「秘密武器」於下一代寄生蜂產卵時能派得上用場,實為生物界中巧妙的設計。

另外,由於有些寄主在遭到寄生蜂產卵後仍能繼續發育、自由活動,你也許會疑問:寄生蜂怎麼挑選出還沒被其他寄生蜂早一步利用的寄主?原來,寄生蜂於產卵後,會在寄主身上留下特殊的氣味,如同餐廳中已被預訂的席位一樣,敬告其他寄生蜂離開,去尋找下一個可以產卵的寄主。

但生物界總有例外,偏偏有些寄生蜂種類會於已經受到寄生的寄主重複產卵。

因此,為因應這些不懂「先來後到」基本禮貌的物種,有些寄生蜂(例如Copidosomopsistanytmenus)發展出具防衛性之兵幼階級(soldierlarvae),專門抵抗其他同種或異種寄生蜂的入侵。

這些種類的寄生蜂產下的卵粒中,最早發育的幾隻幼蟲形態相當特別,具有強而有力的大顎,牠們的體型雖較一般的幼蟲小,但攻擊性極高,當其偵測到其他非來自同一母親的寄生蜂幼蟲存在時,隨即展開獵殺行動,以確保此寄主體內僅由同一母親之幼蟲組成,而剩下之寄生蜂胚胎則會發育為形態正常之幼蟲。

就在剩下之寄生蜂胚胎開始發育時,那些原本負責防禦工作的兵幼則功成身退,並踏上自我毀滅的道路(主要透過細胞凋亡apoptosis)消失於寄主體內(圖請見http://www.nature.com/nature/journal/v430/n7000/fig_tab/nature02721_F1.html)。

此等似乎是「犧牲自己照亮別人」的高尚情操,也是研究利他行為(altruisticbehaviors)和親擇(kinselection)的有趣題材! 由於寄生蜂的物種繁多,許多農業害蟲也是寄生蜂的寄主。

因此寄生蜂除了是有趣的研究題材外,也是具有防治農業害蟲潛力的重要昆蟲類群。

尤其在生物防治上,專食性寄生蜂精準的專一性、優秀的搜尋寄主能力、易於室內大量繁殖之特性,以及前述的特殊生活史策略,都讓寄生蜂成為優勢的生物防治天敵物種。

若能透過其他措施配合,例如在寄主數量不多時提供替代食物,以維持寄生蜂族群數量,將能有效提升寄生蜂於田間寄生效率,將害蟲的影響降到最低,以確保我們的農作產量。

參考文獻 Giron,G.,DunnD.W.,HardyI.C.W.,&StrandM.R.(2004).Aggressionbypolyembryonicwaspsoldierscorrelateswithkinshipbutnotresourcecompetition.Nature,430,676-679. Bézier1,A.,AnnaheimM.,HerbinièrelJ.,WetterwaldC.,GyapayG.,etal.(2009).PolydnavirusesofBraconidwaspsderivefromanancestralNudivirus.Science,323,926-930. Tags:Biodiversity,fitness,parasitoidwasp,寄生蜂,生物多樣性,適應力 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 伊波拉病毒(Ebolavirus)—病毒的防制 [講座]尼安德塔人是什麼樣的人? 【2015諾貝爾生醫獎特別報導】阿弗麥克素及青蒿素-對抗寄生蟲疾病的革命性治療法(二) 【2013諾貝爾獎特別報導】生醫獎:破解細胞傳輸系統之謎 細胞內測量長度的蛋白質 細胞老化誘發腫瘤化 憂鬱症治療新契機 創作搖滾樂時的大腦額葉活化 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

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