婚飞
群体繁殖行为
婚飞(英文:swarm),是昆虫求偶过程中出现的一种群体聚集行为。蜉蝣、石蛾、石蝇以及双翅目昆虫、毛翅目昆虫都具有婚飞的习性。
婚飞通常是一定数量的昆虫个体在飞行中进行交配的场合。不同的昆虫类群会依据特定的标志物,在不同的地点、不同的时间以及以不同的飞行模式形成独特的婚飞群。昆虫婚飞时,成群结队的雄性昆虫产生信息素或者声音来吸引远方的雌性,能大大提高昆虫找到配偶交配的几率。婚飞是昆虫的一个基本行为,早在白垩纪中期,石蛾作为毛翅目的祖先特征,婚飞行为在演化过程中也受到同时期新演化出掠食者压力的影响。复杂的婚飞行为在1.8亿年前就已经存在,是最古老的昆虫婚飞行为。
名称由来
在短暂的成虫阶段,蜉蝣需要完成繁殖任务。雄虫在空中形成密集的集群,雌虫飞入并穿过雄虫的集群,找到雄虫交配,再找到合适的地方产卵。在生物学上,蜉蝣成虫的这种大规模的集体“飞行婚礼”,被称为婚飞。
发生场所
婚飞通常是一定数量的昆虫个体在飞行中进行交配的场合。不同的昆虫类群会依据特定的标志物,在不同的地点、不同的时间以及以不同的飞行模式形成独特的婚飞群。很少会有两种或以上的昆虫在同一时间段和同一标志物上形成婚飞群。适宜的光照、风速较小的稳定环境以及潮湿的条件往往最适合婚飞的进行。长角亚目的昆虫婚飞多发生在其羽化或取食地点周围的植物上。常见的婚飞地点包括水边(如水面亮色与岸边暗色的对比)、道路旁、树冠、树枝端部下方、森林中大树的遮蔽空地、牛身上、牛粪堆上以及叶子等突出物体。这些地点具有种类特异性,有时看起来十分普通,但由于相对尺寸、光亮度或轮廓的差异,对不同种类的昆虫具有不同的吸引力。
行为分布
婚飞现象广泛存在于双翅目中的多个类群。长角亚目的5个科,分别是摇蚊科、蠓科、蚊科、蚋科瘿蚊科是研究最为深入的对象。研究过程中,还发现大蚊科昆虫也存在婚飞现象。短角亚目中,舞虻科、虻科、蜂虻科和食虫虻科的婚飞受到了昆虫学家的重点关注。对于环裂亚目,尽管婚飞的文献记录较少,但也有蝇科食蚜蝇科实蝇科、厕蝇科和舌蝇科的婚飞现象的报道。需要特别注意的是,尽管舞虻科昆虫具有婚飞习性,但并非所有种类都如此。现已确认有5个亚科-小室舞虻亚科、阿舞虻亚科、捷舞虻亚科、毛脉舞虻亚科和舞虻亚科-具备婚飞习性,而其它亚科尚未发现这一现象。
基本原理
昆虫婚飞时,成群结队的雄性昆虫产生信息素或者声音来吸引远方的雌性,能大大提高昆虫找到配偶交配的几率。
研究历史
婚飞是昆虫的一个基本行为,许多昆虫都有这一习性。早在白垩纪中期,石蛾就已经存在婚飞行为,并且作为毛翅目的祖先特征,婚飞行为在演化过程中也受到同时期新演化出掠食者压力的影响。复杂的婚飞行为在1.8亿年前就已经存在,是最古老的昆虫婚飞行为。结合祖先状态重建分析得出在三叠纪毛翅目刚出现时已经具有了婚飞行为,表明婚飞行为是毛翅目的祖征。而在毛翅目演化中,作为祖征的婚飞行为也出现多次逆转现象;在现生环须亚目中,婚飞行为在蝶蛾和多距石蛾部分类群中丧失;在现生的完须亚目中,婚飞在多个支系中缺失,包括小石蛾科、原石蛾科、舌石蛾科、鳞石蛾科、沼石蛾科和齿角石蛾科等。
1634年有蚊虫婚飞的观察记载,但疟蚊属婚飞和求偶交配的分子机制未阐明。2022年6月,中国研究人员在贺州市西湾盆地下侏罗统石梯组中发现了丰富的海陆相动植物化石,建立了“西湾生物群”并揭示了最古老的昆虫婚飞行为,这也是迄今最古老的昆虫资源脉冲现象,相关成果发表于《地质学》和《历史生物学》期刊。
婚飞过程
红火蚁
婚飞是红火蚁主要的自然传播方式,主要发生在成熟蚁巢中。红火蚁的蚁巢一年四季都会产生有翅雄蚁和雌蚁(有翅生殖蚁),当环境条件适宜时,便会开始婚飞。婚飞可发生在一年中的任何时间,尤其是在春末和夏初,通常出现在降雨前1小时到雨后2天的晴天。婚飞的最佳气温为24℃以上,空气湿度达到80%以上。婚飞的持续时间因蚁巢而异,最长可持续9天,通常从上午10点开始,持续至下午2点左右。蚂蚁在婚飞过程中,有翅生殖蚁会在90至300米高空中交配,交配后雄蚁立即死亡,而雌蚁则寻找潮湿的地点或反射面降落并脱翅。婚飞后的雌蚁容易被汽车或水池等反光面吸引,成百上千地聚集在卡车的车板上,借助车辆运输,被运送至几百英里外,建立新的巢穴并开始繁殖。如果有风,交配后的雌蚁可能会随风扩散到距离原种群1公里甚至3至19公里以外的地方建立新巢。
蜜蜂
蜜蜂的蜂王在性成熟后,会进行交尾飞行,即婚飞。蜂王的性成熟一般在羽化后的5至7天内完成,婚飞通常发生在晴朗温暖的天气条件下,时间集中在下午2至5时。在山区,蜂王的平均婚飞距离为2至5公里,而在平原地区,这一距离显著增加,实验表明最远可达18.5公里。处女王通常会进行一次以上的婚飞,通常与7至15只雄蜂交尾。交尾并开始产卵后,蜂王不再进行婚飞。雄蜂的婚飞一般在其羽化后的8至14天开始,平均为12天,与处女王的婚飞时间一致。雄蜂的婚飞范围更广,在山区的平均婚飞距离为5至7公里。雄蜂在与处女王交尾后会立即死亡。
蚂蚁
蚂蚁的交配和繁殖需要适宜的温度和湿度,最理想的繁殖温度为25°C,相对湿度为70%至80%。蚂蚁的婚飞分为三个阶段:婚飞始期、盛期和末期。婚飞始期由工蚁开始修筑部分婚飞孔,孔高2厘米以上,底径3厘米以上,外形呈不规则的小土堆。当气候适宜时,少量雌蚁和雄蚁开始试飞。婚飞盛期是在试飞后,绝大多数巢体的有翅雌、雄蚁筑起婚飞孔。婚飞孔的数量与巢体内有翅雌、雄蚁的数量成正比,通常有几个到几十个婚飞孔。如果气候条件适宜,大部分有翅雌、雄蚁会进行婚飞。到了婚飞末期,所有群体在婚飞结束后封闭婚飞孔,婚飞孔口不再打开。
蜉蝣
蜉蝣的婚飞过程是在空中一边飞行一边交配。雄蜉蝣的外形独特,其前足纤长细致,形成了其独特的形象特征。大多数蜉蝣的婚飞发生在下午或傍晚,雄蜉蝣会用其长长的前足抱住雌蜉蝣的前胸,场景犹如热恋中的情侣般亲密。此时,雌蜉蝣会将其腹部后方的尾丝伸直,雄蜉蝣则迅速将自己的尾丝向前伸展完成交配。交配过程时间非常短暂,通常持续不到半分钟。交配结束后,它们迅速下降至地面,随后分开。不久之后,雄蜉蝣便结束了它短暂的生命旅程。
目录
概述
名称由来
发生场所
行为分布
基本原理
研究历史
婚飞过程
红火蚁
蜜蜂
蚂蚁
蜉蝣
参考资料