七月艳阳天,正值北京地区国槐的盛花期,满树的“点点星光”,淡淡的槐花芬芳。穿梭在大街小巷,街道两侧的国槐树上,不计其数的蚜虫们正在埋头“吃饭”,分泌的“油滴”也纷纷扬扬,洒落一地。
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停在国槐树下的汽车车顶。图片来源:作者拍摄
停在国槐树下的汽车,仅一天的时间,表面就落满了花朵,车身上也沾满了黏糊糊的“油滴”。人们步行时,鞋底也会被落在地上的“油滴”黏着,像踩在胶水上,走起路来咯吱作响。这些“油滴”就是蚜虫的分泌物,俗称“蜜露”。
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北京街道两侧的国槐。图片来源:作者拍摄
黄山栾树上的蚜虫
我国地域辽阔,南北方气候的差异导致了行道树在选择上的不同。北方城市在遭受国槐蚜虫“洗礼”的同时,南方城市也在遭受寄生在其他树上的蚜虫影响,以黄山栾树为例来说吧。
每年八月,当你行走在南京街道,或许会被眼前黄山栾树的金黄色花序所震撼。黄山栾树虽然雌雄同株,但是雌雄异花,雌花雄蕊约是雄花雄蕊的一半长度,雄花无柱头,雌花有柱头(长度约是雄蕊长度的1倍),雄花完成授粉后纷纷凋落,给地面铺上一层“金黄”。
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黄山栾树凋落地上的雄花。图片来源:作者拍摄
黄山栾树的每个花朵都有4枚花瓣,呈亮黄色,开花时花瓣反折并分布在花朵一侧,花瓣基部的鳞片随着花开从黄色变为橙红色。进入秋季,蒴果成熟后呈红褐色,远远望去,如串串灯笼挂满枝头,风起之时,甚是美观。
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黄山栾树的蒴果。图片来源:作者拍摄
然而,要感受黄山栾树带来的美,就要接受它带来的“甜”。每年的四月前后,黄山栾树上的蚜虫会像七月国槐树上的蚜虫一样,持续“产蜜”,如果这时走在黄山栾树下,就能感受到江南的“春雨濛濛”了。
什么是蚜虫?
蚜虫,是半翅目蚜总科昆虫的统称,作为草食性害虫,常聚集在植株的嫩叶、嫩茎、花蕾、花序等部位吸食汁液,因其产生的“蜜露”富含葡萄糖和蔗糖,故又得名“蜜虫子”。
虽然蚜虫分泌的“蜜露”对人体无害,给车辆带来的“油滴”影响也可以通过专业清洗解决,但它黏糊糊的感觉会给过往行人和环卫工人带来不适感。
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树叶上的蚜虫。图片来源:图虫创意
蚜虫的繁殖
蚜虫的寄主范围很广,除国槐外,杨树、柳树、松树、黄山栾树、紫薇、海棠、月季等城市绿化常用植物也都会受到蚜虫的危害。
蚜虫的繁殖速度格外惊人,有的蚜虫甚至在一年之内就能繁殖几十代,世代重叠现象突出。蚜虫可以通过有性生殖和卵生方式繁衍,同时还具有孤雌生殖的能力,即雌蚜虫无需雄蚜虫即可繁殖。难以想象的是,有些蚜虫还未出生,卵就已经在雌虫体内发育,生出来就是小蚜虫,学术上称之为“卵胎生”。
当这两种情况叠加发生时,刚出生的小蚜虫有时候就已经是孕妈妈啦。夏季,当一棵植物上的蚜虫繁育速度超过植株的食物供给能力时,一些蚜虫品种在夏天还会繁育出带翅膀的雌性,迁徙到新的植株开始新一轮的繁殖。
蚜虫的危害
蚜虫主要会对植物产生影响,造成叶片皱缩、嫩茎扭曲、生长点坏死等危害,甚至会使整株植物死亡。
以近期的国槐为例,如果大家出行时停下脚步,仔细观察道路两旁的国槐,会发现蚜虫密密麻麻布满在嫩芽和花序上,这会导致嫩叶和花序的枯萎。此外,蚜虫大量分泌的“蜜露”,持续滴落在周围植物的叶片或果实上,还会引起煤污病,影响植物正常生长。
有时,一些蚜虫还会通过吸取植物汁液或刺激植物组织,导致植物局部细胞异常分裂增生,最终形成畸形瘤状物(也就是蚜虫虫瘿),进而钻入虫瘿继续生长、繁殖或越冬。
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蚊母树叶片上的虫瘿。图片来源:作者拍摄
蚂蚁“放牧”
蚜虫持续分泌“蜜露”,蚂蚁却乐在其中。有时,蚂蚁会成为“牧蚜人”,在植株上“放牧”蚜虫,它们一边保护蚜虫免受天敌的捕食,一边采集蚜虫分泌的“蜜露”,二者形成了独特的“共生关系”,实现了双赢。
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蚂蚁在长柱金丝桃上“放牧”。图片来源:作者拍摄
蚜虫的光合作用
《自然》(Nature)子刊《科学报告》(Scientific Reports)期刊上发表过一篇文章,指出蚜虫是唯一具有合成色素(类胡萝卜素)本领的动物,它可以通过自身合成的色素进行光合作用,吸收太阳能量。
在这一过程中,蚜虫合成的类胡萝卜素在角质层下呈两层分布,不但能够提升光能的吸收效率,还能将这些能量转移至细胞内的能量工厂线粒体,合成细胞能量即“ATP”,维持生命代谢。
研究还指出,蚜虫的身体颜色受温度、光照、种群数量和植物资源等条件影响,在不宜生存环境之下,蚜虫会变成绿色,体内也会合成更多的“ATP”,等待适宜生境的到来。
蚜虫的“共舞”行为
发表在《生态圈》(Ecosphere)期刊的一篇文章,首次记录了虫瘿中蚜虫的反捕食行为。寄生在叶柄虫瘿中的蚜虫会通过同步“跳舞”,伪装成一个巨大的个体,恐吓并驱逐潜在的捕食者,有时还会一拥而上撕开捕食者的表皮。同时,这些蚜虫也可能通过一致的“舞步”实现小群居成员之间的识别,就像老乡见面说方言一样。
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蚜虫引起的杨树叶柄处虫瘿。图片来源:作者拍摄
蚜虫不仅影响植物光合作用,还会传播很多植物病毒病。近年来,我国对蚜虫的防治措施以捕食性天敌作主导,结合农业防治策略,发展前景广阔。
参考文献
[1]Legan A W .First record of antipredator behavior in the gall‐forming aphid Mordwilkoja vagabunda[J].Ecosphere, 2022, 13(5).
[2]Valmalette J C , Dombrovsky A , Brat P ,et al.Light- induced electron transfer and ATP synthesis in a carotene synthesizing insect[J].Scientific Reports, 2012, 2:579.
策划制作
出品丨科普中国
作者丨秦亚龙 江苏省中国科学院植物研究所·南京中山植物园
监制丨中国科普博览
责编丨董娜娜
审校丨徐来 林林
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