紫胶蚧 :分泌紫胶的重要资源昆虫

更新时间:2024-09-21 13:55

胶蚧(Kerria lacca),别名紫胶虫,胶科胶蚧属。体长1.4~6毫米,体宽0.4~4毫米。紫胶蚧雌虫胶壳通常呈黄褐色至紫红琥珀色,体型多变,可见囊形、近球型、纺锤形等形态,头、胸及腹部分界不明显,体后端具背突,背突上可见一根角质的硬背刺;雄虫为紫红色,体型呈长梭形,头、胸及腹部分界明显,腹部末端生有1根骨化阳茎,可分有翅型与无翅型两种形态,有翅型雄成虫多生有1对半透明的膜质翅,翅纹脉络简单。

紫胶蚧主要分布于南亚、东南亚及澳大利亚等区域。生境多在干热区域,且生性喜暖,主营寄生生活,寄生的植株种类超过400种。

紫胶蚧分泌出的紫胶被应用于200多种行业,具有很高的经济价值;此外,紫胶蚧、宿主植株、紫胶蚧的多种天敌及多类型真菌病原体共同形成了一个富有物种多样性的生态网络,展现了较高的生态价值。

研究历史

分类研究

1781年,印度医学研究员克尔·詹姆斯(Kerr James)在一篇名为《产胶昆虫的自然史》(Natural history of the 昆虫纲 which produces the gum lacca)的文章中描述了紫胶蚧,并将其命名为Coccus lacca,此后,紫胶蚧的科属一度存在争议。

胶蚧科起初以Tachardia(Blanchard,1886)为模式属,当时科名为Tachardiidae,直到1924年有人指出Laccifer(Oken,1815)比Tachardia 发表年份早,应以Laccifer 为模式属,并将科名相应改成Laccfferidae。此后1937年由于被指出Laccifer 不符合双名法要求,且被国际动物界命名委员会否定在案,因此科名Lacciferidae 不能成立。最终Kerria(Targioni Tozzetti,1884)被作为胶蚧科的模式种,科名也改为kerriidae。

亚种分化

根据印度紫胶蚧分类学家的研究,紫胶蚧亚种分化如下所示:

形态特征

紫胶蚧属小型昆虫,且雌虫通常大于雄虫,其中雌虫体长一般为4~6毫米,宽2~4毫米;雄虫体长约1.4~1.7毫米,宽0.4~0.6毫米。紫胶蚧虫体颜色同样具有性别差异,雌虫通常呈黄褐色至紫红琥珀色,雄虫则为紫红色。

紫胶蚧雌成虫体型多变,一般随包裹虫体的胶壳形状而定,可见囊形、近球型、纺锤形等形态,头、胸及腹部分界不明显,虫体体侧共具6群周缘管群,腹面具粘管群。雌虫头部共具2节短触角口器为刺吸式,

由口针和喙组成,且基部前后各有1对口突;胸部共具2对气门,前气门位于后气门后方,且大于后气门,前气门上方可见一圆锥形突起,即为膊突,膊突上覆盖的骨化板称膊板,紫胶蚧膊板上通常具5~12个小孔,小孔可分泌白色蜡质形成膊板蜡丝;在2个膊突之间的稍后方,即腹部第3背板处可见一膜质背突,背突上有1根尖锥状骨质化的背刺,即为紫胶蚧雌成虫的主要鉴别特征,其后腹部末端3节处延变为管状,为雌虫的肛突,肛突处具一肛门及生殖孔,肛周处可见肛环板、肛环缨和肛环刚毛,肛环板上伸出若干蜡丝称肛板蜡丝,生殖孔下方两边各有1行围阴孔群。

紫胶蚧雄成虫分有翅型与无翅型两种形态,体型呈条梭状,头、胸及腹部分界明显,两种类型的成虫头部均有2对独眼及1对丝状触角口器已退化;胸部共具3对足和2对气门;腹部末端生有1根骨化阳茎,阳茎鞘两边各有1个尾坑,尾坑内的蜡腺可分泌出一对细长的白蜡丝,即为后蜡丝。有翅型雄成虫多生有1对半透明的膜质翅,翅纹脉络简单。

分布栖息

分布范围

世界分布

紫胶蚧主要分布于南亚、东南亚及澳大利亚等区域。

中原地区分布

紫胶蚧引种培育后广泛分布于大部分华南区域及台湾、四川省等省市。

栖息环境

紫胶蚧营寄生生活,主要寄宿于植株中,寄生的植株种类较广阔,超过400种,定居点一般选择在阳光充足且不被直接照射的上、中间层树冠,尤其偏好2年生内的枝条。紫胶蚧通常生活在干热区域,生性喜暖,适宜温度范围在年平均温度19~24.5℃,最适宜范围为22.5~24.5℃,适宜的相对湿度范围为50~82%,最适宜范围为50~70%,因此在高温高湿、水热配比良好且宿主植株繁茂时,生境为最适宜,而至越冬气温降低时死亡率则相对升高。

生活习性

觅食行为

紫胶蚧属植食性生物,食性偏好软嫩枝条,取食时将口针刺入寄主植株的韧皮部吸取营养物质和水分。刚从孵化腔内孵化出的大量若虫会向上爬行寻找固定取食点,整个迁移扩散的过程被称为涌散,若虫的口器上具有毛发状的化学感受器,用以帮助紫胶蚧确定固定点。涌散期随地区、气候、年份、世代、寄主的不同而具有差异,天气晴朗时常发生于上午,夏代虫群涌散期一般在5~7天,冬代可持续15~50天。

家域行为

紫胶蚧若虫寻找到固定取食点后,便会将触角和足藏于腹下,从此终生不再移动。

社群行为

紫胶蚧具群居性,喜好成群固定在枝条的适宜区域,固定密度可达120~200个/平方厘米。覆盖虫体的胶壳可成片相连成橡胶板

防御行为

固定取食后的紫胶蚧若虫的胶腺会开始分泌胶质形成覆盖虫体的胶壳,这是其独有的特性,可对虫体起到保护作用。胶质初分泌时呈琥珀色的半流体状,暴露于空气后则渐变深变硬。其中雌成虫分泌的胶液量最多,若虫初期仅能分泌少量胶液,随生长发育渐增多,而雄成虫、前蛹及蛹均不分泌胶液。

紫胶蚧体壁的两个膊板和一个肛板上均具有泌蜡腺,若虫期分泌出的白色絮状蜡丝可防止臀板和肛突孔被胶质封闭堵塞,而体壁其它部位的泌蜡腺分泌的蜡体呈片状或粉状,和蜡丝都同样具备着保护虫体的功效。

协同行为

紫胶蚧分泌的粘液中含有糖及其它营养物质,外形似露珠,通常被称为蜜露,蚂蚁等昆虫往往会被新分泌的蜜露吸引而取食,亦能通过触角拍打紫胶蚧气门刺激其分泌蜜露,从而和紫胶蚧形成了协同互利关系,这种关系一定程度上可防止蜜露累积于胶壳堵塞孔道,最终保证了紫胶蚧的呼吸、排泄、配种和涌散等功能的正常运行。

生长繁殖

繁殖类型

紫胶蚧成虫为雌雄异型,繁殖方式为有性繁殖,产卵量与孵化率受到气候、地域及营养等生境因素影响,怀卵量夏朝通常多于冬代,在中国云南,夏代紫胶蚧怀卵量一般在400~1000左右,最高者可超过1000,冬代紫胶一般在400~600左右;除此之外,紫胶蚧在久树(Schleichera trijuga Willd)、苏门答腊岛相思树属(Albizzia montana Bth. Var. sumatrane)、光叶合欢(Albizia lucidior (Steud.) Nielsen)等宿主植物上怀卵量较高;紫胶蚧卵的孵化率也较高,最高可达90%以上。

生长发育

自胚胎发育开始,直到成虫性成熟,整个发育周期称为紫胶蚧的1个世代。而紫胶蚧的发育过程中具有明显的性别差异,紫胶蚧雌成虫的发育经过卵、若虫和成虫三个主要阶段,卵孵化出若虫,若虫共脱皮3次而转变为成虫;雄成虫的发育需经过卵、若虫、前蛹、蛹和成虫五个主要阶段,卵孵化出若虫,若虫经过2次脱皮变成前蛹,前蛹脱皮后变成蛹,蛹再脱皮最终转变为成虫。

除成虫阶段,紫胶蚧其余生长阶段形态特征如下所示:

紫胶蚧的发育周期随气候变化及种类而有差异,如亚种库斯米品系及兰吉尼品系在中国云南区域均为一年两代,一般亚种库斯米品系夏朝为6月、7月至11月,冬代则为2月、3月至6月、7月;兰吉尼品系夏代为每年6月下旬或7月上旬至10月中下旬,冬代为每年10月中下旬至翌年6月下旬或7月上旬,其余差异如下表所示:

人工养殖

养殖技术

自然繁殖的紫胶蚧迁移传播能力较差,因此通常采用人工放养以获取稳定的紫胶产量。人工放养可大致分为放养前准备、适时采种及放养三个步骤。

紫胶蚧放养前需选择气候条件及地势适宜的放养场地,对宿主植株进行选择及修整,并准备好发育充分成熟、无病虫害的优良种胶;准备完成后应及时采收接近成熟的种胶并放养至放养地,可依据根据胶表与虫体的变化特征、胚胎发育情况预测成熟时间,或直接根据涌散状况采种;放养紫胶蚧时需选择合适的放养方法、放养部位及固虫量,常见的放养方法包括马蹄口钉种法、马蹄口绑种法,马蹄口留叉绑钉法和泰国采用的稻草挂种法、竹笼挂种法。

养殖管理

紫胶蚧放养期间需注重饲养管理,对放养后的紫胶蚧应及时检查种胶状况并适时调整固虫量,出虫完毕的种胶及时收回,冬代紫胶蚧可提前采用各类人为措施保护其越冬;对宿主植株做好施肥、灌溉等日常抚育管理,随时检查防治病虫害等症状。

紫胶蚧的主要害虫有紫胶牛带绦虫(Eublemma amabilis)、紫胶黑虫(Holcocera pulverea)、黄胸跳小蜂(Tachardiaphaus tachardiae)等昆虫,白虫、黑虫捕食紫胶蚧的若虫,黄胸跳小蜂则主要寄生于紫胶蚧雌虫体内,可采用生物防治、药物防治、水浸法及套笼法等方式防除虫害;主要病害有青霉病和烟煤病,青霉病多发于夏代紫胶蚧,在胶被上呈现出青绿、黄白、红等各种颜色,可对宿主植株喷洒杀菌剂进行预防,烟煤病主要由烟霉病菌引起,胶被开始时呈现青绿色,以后颜色逐渐加深,最后变成灰黑色,该病可采用生物防治及药剂防治。

物种危害

紫胶蚧排出的大量蜜露流粘在寄主植株的树叶、枝条上,导致烟霉病菌在胶被上快速地生长蔓延,从而引发烟煤病,在大量繁殖时甚至可能造成寄主植株死亡。

种群现状

中国对紫胶的利用研究始于20世纪60年代,1985年中国林科院资源昆虫研究所花费十多年引进、驯化并大量繁育出紫胶蚧,之后繁育实验站每年每代在可生产2吨以上种胶。

主要价值

作为重要的资源昆虫,紫胶蚧分泌出的紫胶被应用于机电、化工、食品等200多种行业中,在军工行业可做涂刷剂、绝缘材料及粘接剂,医学上可用作西药的包衣,中医亦可取原胶入药,具有很高的经济价值;紫胶蚧、宿主植株、紫胶蚧的多种天敌及多类型真菌病原体共同形成了一个富有物种多样性的生态网络,大力推行紫胶蚧养殖同样带动着生态林体系建设,展现了较高的生态价值。

近种鉴别

紫胶蚧与信德紫胶虫(K.sindica Mahdihassan)外部形态相近,基于细胞学层面的研究也彰显了其亲缘关系较紧密,并形成了姐妹群。形态鉴别如下:

相关文化

早至3世纪的中原地区就出现了和紫胶虫相关的描述及利用。张勃所撰的《吴录》中便有:“......以木枝插其上,则蚁缘而上,生而凝结,如螳螂蛸子之状。人折漆以染絮物,其色正赤,渭之蚁漆赤絮,此即紫铆也。”这里的“紫铆”即指紫胶虫产出的紫胶,除印染外,中国晋代就已用来入药,唐朝李洵在《海药本草》中引《广州记》称紫铆:“......沼湿痒疮,宜入膏用......”在这里就指明了紫胶的药用功能。

参考资料

紫胶虫-Kerria lacca (Kerr, 1782).BioLib.2023-05-08

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