《德国研究揭示水陆昆虫丰度增减各异》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-11-16
  • 昆虫是地球上最普遍存在且种类最多的动物,提供关键的生态系统服务和损害。最近的案例研究表明昆虫的丰度大幅下降,尽管这受到了媒体、政策制定者和科学家等的关注,但仍不清楚这种模式的广泛性。
    德国综合生物多样性研究中心(iDiv)利用荟萃分析揭示,陆地昆虫数量减少,但淡水昆虫丰度增加。研究人员对尽可能多的可公开获取的长期标准化的昆虫群落监测调查,使用收集的数据集来评估昆虫总丰度和生物量的变化以及此类变化的地理分布。该数据集包含了来自41个国家166个研究的1676个站点,数据的时间跨度从1925年到2018年。将数据与不同的采样方法、空间尺度和指标结合起来进行分析后,研究人员发现总体而言,即使在相邻地点之间,趋势也存在很大差异,但陆地昆虫的丰度平均每十年下降约9%,淡水昆虫的丰度每十年上升约11%。两种模式在很大程度上是由北美和一些欧洲地区的明显趋势驱动的。研究人员发现了一些与潜在驱动因素(例如,土地利用驱动因素)的关联,并且保护区的趋势往往较弱。该发现提供了比以前建议的昆虫丰度趋势时空模式更为细致的观察。相关研究成果于2020年4月24日发表在Science上。

相关报告
  • 《英国传粉昆虫的大量减少》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-04-01
    • 一项新的研究发现,英国许多地区的昆虫传粉昆虫正在消失。 这项由生态与水文中心领导的研究,从1980年到2013年,测量了全国353种野生蜜蜂和飞蝇的数量。研究显示,三分之一的物种在它们被发现的地区经历了数量的下降,而十分之一的物种数量增加了。对于其余的物种,它们的分布要么是稳定的,要么是不确定的趋势。 这项研究的一个积极但意想不到的发现是,负责授粉开花作物的关键蜜蜂品种增加了,比如油菜。这可能是对研究期间大量开花作物的大量增加和政府补贴计划的回应。政府补贴计划鼓励农民种植更多他们赖以为生的野花。 这项发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的研究还显示,平均而言,蜜蜂和飞蝇的地理范围缩小了四分之一。这相当于每平方公里净损失11个物种。 对于在英国北部发现的传粉物种来说,总体损失更为显著。这可能是气候变化的结果,喜欢较低温度的物种会对气候不太适宜的景观做出反应,从而减少它们的地理分布。 生态与水文中心的Gary Powney博士领导了这项研究,他说:“我们用前沿的统计方法分析了大量的物种观察,揭示了授粉昆虫分布变化的广泛差异。造成这些差异的原因并不是单一的,但栖息地的丧失可能是导致这种下降的一个关键因素。 “虽然关键作物传粉者的增加是个好消息,但它们仍然是相对较小的物种群体。因此,随着物种的全面减少,依靠这一群体来支持我国的长期粮食安全将是有风险的。如果将来它们发生任何变化,那么将会有更少的其他物种“站出来”,履行农作物授粉的基本职责。 他补充说:“非作物传粉者对一个生物多样性丰富的健康农村来说也是至关重要的;不仅因为它们在野花授粉中起着至关重要的作用,而且还是其他野生动物的重要食物来源。 “野花和传粉者依靠彼此生存。当我们考虑到自然环境的健康和美丽时,这两方面的损失都是我们关注的主要原因。” 生态与水文中心的Claire Carvell博士是这项研究的合著者,她指出,在全国范围内,有多种环境压力导致蜜蜂和果蝇发生模式的改变。 她说:“现在迫切需要更可靠的数据来研究传粉者减少的模式和原因。虽然这项分析向我们发出了警告,但研究结果支持了之前的研究,即保护行动,如对野生动物友好的农业和园艺,可以对农村和城市景观中的野生授粉者产生持久、积极的影响。然而,要使更多的物种受益,还需要进一步的提炼。” Carvell博士补充道:“除了记录物种目击,还需要在国家层面上对传粉者数量进行更标准化的监测,英国已经建立了一个新的传粉者监测计划来做到这一点。” 这项研究分析了70多万份记录。其中大部分是由蜜蜂、黄蜂和蚂蚁录音协会(BWARS)和英国飞蝇录音计划(Hoverfly Recording Scheme)的专家博物学家收集的,它们分布在全英国1.9万多个1公里乘1公里见方的地方。这被认为是此类研究的第一次,因为此前在英国还没有大规模、长期、物种特异性的授粉昆虫分布变化的估计。# bwar的Mike Edwards说:“所有关于动物种群趋势的重要研究,比如最近的这项研究,都完全依赖于野生动物记录员,他们走出去记录在他们的地区看到的不同物种。因此,我们将鼓励更多的人参与到野生动物的记录中来,这样我们就能加深对野生动物如何应对环境变化的理解。” ——文章发布于2019年3月26日
  • 《PNAS:研究揭示有翅蚜高效传毒的分子机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-04-07
    • 桃蚜(Myzus persicae)是全球分布的广食性农业害虫,能够为害上百种植物并传播较多农作物病毒病,是重要的农业病原媒介昆虫。据统计,超过55%的植物病毒是由蚜虫传播的。蚜虫传播病毒造成的危害大于对植物的直接危害。自然界中,蚜虫依据不同密度、营养、光温等环境因素在有翅型和无翅型之间转变,具有翅两型分化现象。“迁飞型”的有翅蚜和“繁殖型”的无翅蚜在转移扩散、寄主选择、取食行为等方面均表现出明显差异。与无翅型蚜虫相比,有翅蚜频繁更换取食位点、具备更强的转移扩散能力,被认为在农作物病原的传播与扩散中发挥更为关键的作用,由此增加了虫媒病毒病大流行的风险。然而,翅两型蚜虫传毒效率的差别及其调控机制尚不清楚。 中国科学院动物研究所研究员孙玉诚联合山东省农业科学院戈峰团队,在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,发表了题为Salivary carbonic anhydrase II in winged aphid morph facilitates plant infection by viruses的研究论文。该研究发现有翅蚜唾液组分能够促进传毒效率,特别是唾液腺高表达的碳酸酐酶作为病毒扩散的“增效蛋白”,能够分泌进入植物,导致质外体酸化,提高了植物细胞壁的通透性和囊泡运输速率,从而利于病毒侵染和扩散,这是有翅蚜高效传播非持久循环病毒的重要基础。 蚜虫主要传播非持久循环病毒,且病毒只附着在蚜虫口针尖端,无法进入血淋巴循环复制。在带毒蚜虫的取食过程中,病毒粒子伴随唾液组分一同被分泌至寄主植物内。唾液组分能够改变植物组织微环境,在长期演化过程中为虫媒病毒的协同侵染和系统扩散创造有利条件。该研究通过蚜虫唾液与病毒共侵染实验发现,无论是病毒的媒介昆虫桃蚜还是非媒介昆虫豌豆蚜,有翅型的唾液相较于无翅型更加高效的促进了两种蚜传非持久性病毒:黄瓜花叶病毒和芜菁花叶病毒在植物细胞间的扩散。翅两型桃蚜和豌豆蚜唾液腺转录组分析发现,两种蚜虫的有翅型唾液腺均高表达碳酸酐酶CA-II,并证实了CA-II可以被蚜虫分泌进入植物细胞间隙(图1)。敲低CA-II可以增强蚜虫的韧皮部取食,却不利于蚜虫移动扩散。由于CA-II催化CO2和H2O转化为H+和HCO3-,研究通过染色法定量分析了蚜虫在刺探过程中分泌的CA-II对植物细胞间隙质外体酸碱度的影响,发现蚜虫分泌的CA-II能够导致植物质外体酸化,提高细胞壁果胶降解酶活性,降低去甲酯化果胶含量,造成细胞壁结构松散。在蚜虫唾液降解细胞壁的过程中,植物能够感知细胞壁损伤进而激活囊泡运输系统,将胞内的果胶运送到细胞间隙。研究利用荧光标记技术和遗传学实验证明虫媒病毒能够借助植物囊泡运输系统,实现细胞间扩散。该研究揭示了碳酸酐酶是有翅蚜高效传毒的分子基础,即其唾液增效蛋白通过改变质外体酸碱微环境,调控细胞囊泡运输系统驱动有翅蚜高效传毒,这为虫媒病毒病的生态防控提供了分子靶标。 研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项(B类)培育项目、中国烟草总公司重大科技项目、国家自然科学基金等的支持。