果蝇的生活习性和饮食习惯是什么？果蝇栖息地选择和成虫行为

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文 | 阿基米德

编辑 | 千浅挽星

前言

对于栖息在梨园和苹果园的果蝇物种来说，生活在生态变化短至24小时的环境中是一个挑战，这些果园有阳光明媚的地方和阴凉的地方，这些栖息地的大小和形状每天都会根据太阳在天空中的位置而变化。

阳光充足的地方与干燥和失水有关，阴凉的地方温度较低，湿度较高，异种果蝇的存在可能会导致空间和食物的竞争，在阳光充足的栖息地我们没有发现成年果蝇，在阴暗部分，我们发现了同种群体。

黑腹果蝇，果实中99%的成虫为雌性，在果蝇中，人们对遮荫栖息地的大小和形状的日常变化以及异种成虫的存在影响居住地选择的方式知之甚少。

这五个物种的成虫更喜欢黑暗的区域，实验结果表明，每个物种的气味，影响同种选择相似的栖息地点并降低流动性，增加异种成虫的流动性并改变其栖息地点偏好。

栖息地选择的影响因素

同种之间的吸引力、物种之间的排斥以及对阴影区域的偏好对于选择五个果蝇物种的栖息地都很重要，这些行为似乎已经进化为协调的惯例，有助于所检查的苹果园和梨园中五种果蝇的共存。

动物物种根据环境变化调节其活动，从而影响个体的生物适应性，葡萄粒Vitisvinifera和仙人掌果实Opuntiaficus-indica的温度、湿度和酸度/碱度的变化，调节果蝇和模拟果蝇的产卵地点选择。

在某些脊椎动物物种中，环境变化可能会影响它们的行为，包括社会关系，倾倒入河流中的抗焦虑苯二氮卓类药物引起的化学变化阻碍了河鲈的社会认可、摄食和交配，在同样的背景下，一些鸟类发出声音信号来克服城市化带来的沟通问题，以便在嘈杂的环境中可以被同种人听到。

自然环境为动物表现出的行为提供了通常与实验室中表现出的行为不同的环境的峰值活动，在实验室中，黑腹果蝇出现在黎明和黄昏，而在野外，它们是白天活动，而不是黄昏活动。

同样，金仓鼠在实验室中是夜间活动的，在自然条件下是白天活动的，海七鳃鳗在实验室中交配需要信息素，但在野外这些物质不会诱导寻找伴侣。

蜂鸟的进食行为在自然界中具有重要意义，将花的外观与花蜜的量和浓度联系起来，因为这些鸟会扫描这种食物来源，有必要研究自然界中的动物行为，以更好地了解动物物种的生态和进化。

与它们生活的不断变化和多变的环境相一致，幼虫和成年果蝇拥有复杂的感觉受体和大脑结构，这表明它们可以在野外做出多种及时的决定。

关于野外食物获取、产卵地点选择或空间分配等日常活动之间的相互作用和联系的研究在果蝇文献中并没有得到很好的描述，主要是因为大多数生态、群体遗传学和神经生物学研究都没有详细描述。

生活在果园里对果蝇物种来说是一个挑战，这些果园包括阳光充足和阴凉的栖息地，阳光充足的地方往往比较干燥，阴凉的地方温度较低，湿度较高，每天，太阳位置的变化都会改变阳光和阴凉栖息地的大小和形状，异种成虫可能会争夺阴凉区域。

我们发现，果蝇Drosophilamelanogaster、拟果蝇Drosophilasimulans槐亚属Sophophora，黑腹物种组、移民果蝇果蝇亚属SubgenusDrosophila，移民物种组、亚暗果蝇Drosophilasubobscura槐亚属的成虫，暗色种组和智利特有的果蝇pavani。

果蝇亚属，mesophragmatica种组在果园的阴凉处形成同种群体，我们在自然和实验室中研究了这五个物种的成年非性行为对占据阴凉栖息地的贡献，我们发现成虫更喜欢呆在黑暗的地方，它们发出的气味会吸引同种动物并排斥异种动物。

环境变化对动物行为的影响

我们从自然种群中收集了成虫并建立了菌株，黑腹果蝇，D.模拟，D.亚暗藏，D.移民，我们还测试了D的自然种群，帕瓦尼pavani，南美新热带物种，智利特有。

连同另外9至12个物种，D.pavani形成果蝇物种的mesophragmatica组，我们于3月至4月2018年夏末秋初在智利的两个地点对这五个物种进行了行为学观察和采集：iChillán36°36'00”S和iiQuillón36°44'00”S。

奇廉Chillán与基永Quillón之间相距约44公里，我们在每个地区选择了两个果园：一个梨园Pyruscommunis，冬季Nelis品种果园和一个苹果园MalusDomestica，Fugi品种果园，每个地区果园之间的距离约为2公里。

在梨园和苹果园里，我们发现掉落在地上的果实正处于不同的发酵阶段，随着腐烂水果的丰富，智利果蝇种群在秋季达到最大规模，我们形成了一个品系/物种/果园/地点。

即每个物种4个菌株，总共实现了20个菌株的研究，我们检查了如此多的菌株和物种，因为我们想知道果园照明条件的日常变化是否对所有果蝇物种产生同样的影响，这五个物种之间具有不同程度的相关性。

每个品系均由12名雄性和12名雌性组成，所有种群均在250cc玻璃瓶中、合成Burdick培养基上、在18.0±1.0°C和80.00%湿度下连续光照下饲养。

实验室没有改变光/暗循环的设施，D的生命周期持续时间，帕瓦尼和D._immigrans大约是D的两倍，黑腹果蝇，D.模拟和D.18.0°C下的暗箱，方便地协调了培养任务，在最多一周的时间内收集了五个物种的成虫。

实验中测试的成虫大约相当于实验室中繁殖的第四代，所有品系和物种的成虫都精力充沛，活动活跃，雌性的繁殖力与丰富的后代相似。

果园的降雨量和温度

果园内存在光照不同的微生境，分为阳生生境和阴生生境，我们还发现，太阳光线通过树冠投射到地面上，形成的区域比阳光明媚的地方照明度要低，但比阴暗的部分照明度要高，这些地点被称为阳光/阴凉栖息。

这三个栖息地的大小和形状每天都会根据太阳在天空中的位置而变化，在12:00至14:30之间测量了三个栖息地的光量n=40次测量/微栖息地/果园/地点，使用Leitz-WestlarMicrosix-L2875光度计和随机数字表来选择执行记录的站点，在同一段时间内，我们记录了阳光充足和阴凉栖息地的温度，我们使用BraunPTR2000最大和最小温度计。

记录n=40棵树/果园/地区Chillán和Quillón树冠下掉落在地面上的水果数量，我们仔细检查了各个果实，寻找成年果蝇，随后，我们从n=40棵果树/果园/地点中随机收集n=5个梨苹果，使用SartoriusCP225D天平对每个收集的水果进行称重。

使用便携式电话iPhoneXRiOS14.1以最大放大倍数拍摄掉落在地上的水果的照片，大约80.00%的果实有裂隙，在这些缝隙中我们发现了成年果蝇，大多数成虫聚集在落在地上的水果附近的草和草本植物上见结果。

由于苍蝇与草和草本植物的对比度较差，我们无法使用便携式电话获得可靠的图像，距离苹果园和梨园一个街区就有酒窖，在建筑物中我们发现了与果园中观察到的类似的成年果蝇群体，光照条件易于拍照。

识别阴凉栖息地的物种极其困难，我们使用玻璃抽吸器仔细收集在草和草本植物上观察到的蝇群D.melanogaster、D.simulans、D.subobscura、D.immigrans和D.pavani，每个果蝇组放入一个39.5cm3标记的小瓶中，其中装有2.5cm3果蝇Burdick培养基。

还仔细地收集了掉落在地上的果实裂缝中发现的成虫，通过使用Brncic键和徕卡M7立体显微镜，我们对每个小瓶中存放的成虫进行了分类，我们无法确定这些苍蝇是否是处女。

在果园中，我们还寻找成虫之间的攻击性遭遇，类似于实验室报道的情况。果园观测在上午9:00至下午6:00之间的1h窗口内进行。

在果园中，五种果蝇的成虫生活在阴凉的栖息地，表明它们偏好黑暗的地方，我们通过用厚黑纸包裹半个玻璃培养皿来测试这个猜想，这些培养皿的盖子防止盒子的照明区域比暗区更温暖，并且在分界线处没有建立温度梯度。

因此，每个培养皿都有一个照明区域和一个由黑纸投射在培养皿上的阴影产生的暗区，黑纸的边缘使光线偏转，在盒子的暗区和亮区之间形成一个界面区域。

实验在2x3m的暗室中进行，以避免其他光源的干扰，在暗区发现的成虫可能表现出负光行为，我们假设在照明区域检测到的苍蝇具有感光行为，还记录了界面区域中成虫的数量。

还比较了使每个框的右侧变暗所获得的结果与使框的左侧变暗所获得的结果，在这两种情况下，接受测试的人总是被发现在盒子的黑暗一侧，我们测试了在梨园奇兰地区收集的成虫形成的菌株的雄性和雌性。

具有同种和奇怪气味的培养皿中鲈鱼和移动地点

在果园中，成虫栖息在远离其他果蝇物种的同种动物附近，同种气味和其他果蝇物种的气味可能与这种行为有关，我们使用上述培养皿来测试同种气味和另一种果蝇物种的气味是否影响栖息地偏好和活动性，这些胶囊为成年人提供了三个可以栖息和移动的区域：天花板、墙壁和地板。

在一项治疗中，4只非处女雄性和4只非处女雌性D.黑腹果蝇，D.模拟，D.移民，D.亚暗点和D.将每个物种的pavani放入各自的培养皿中30分钟，在葡萄园中观察到的簇由每种性别的四个非处女成虫组成。

30分钟后，我们将果蝇从培养皿中取出，并将同一品系和物种的一只雄性或雌性吸入相应的培养皿中，十分钟后，一旦标本适应了平板，我们记录了测试苍蝇栖息或移动的部分天花板、墙壁、地板。

运动模式

吸入培养皿中的成虫在异种气味存在时表现出比同种气味更活跃，我们记录了成年D的运动模式运动和方向变化，黑腹果蝇，D.模拟，D.移民和D.pavani在具有同种气味的培养皿中和在具有D的培养皿中。

对最后一个物种的成虫进行了针对其自身和D的测试，帕瓦尼气味，记录了个人运动模式2分钟，我们使用了lucidWildM5相机，我们在将成人放入培养皿中10分钟后进行记录。

在2分钟观察期结束之前，一些苍蝇从一个区域天花板、墙壁、地板跳到另一个区域，我们丢弃了这些苍蝇，并用相同品系和物种的新个体替换了它们，在每张图中，我们记录了使用霍夫里茨地图测量仪记录的路径长度，我们将每个轨道获得的距离转换为厘米，以及使用指南针转换角度的大小。

统计分析

对暗位点、界面位点和亮位点偏好的数据进行了方差分析，我们测试了D的Chillán和Quillón品系的成虫，黑腹果蝇，D.模拟，D.移民，D.亚暗点和D.帕瓦尼.我们应用了嵌套模型II方差分析。

我们还使用了对光、暗和界面区域的偏好差异以及性别x应变相互作用来估计我们记录的可靠性，为此，我们计算相关系数，系数大于0.80表明超过80%的测试样本在盒子的暗区、亮区和界面区域之间进行。

我们还估计了一个一致性指数，没有记录名义行为事件的经验，比较了J.SL和R.GH之间关于成人对培养皿明区、界面和暗区偏好分配的一致和分歧数量，计算了一个一致性指数。

结论

我们重点研究了梨园和苹果园中五种果蝇成虫的非性行为，这些果园具有不同光照条件的对比生境：阳光充足，阴凉，以及阳光/阴凉地点，D的成人，黑腹果蝇，D.模拟，D.移民，D.subobscura和地方病D.帕瓦尼占据了阴凉的地方，这些物种在地面上形成同种聚集体。

果实上没有同种群体，大多数成虫，它们位于果实的裂隙中，在同一裂缝中可能存在两种果蝇的雌性一个物种的性别之间以及果蝇物种之间的社会互动取决于它们所处的微环境。

我们的实验结果与我们对果园中成年果蝇行为的观察结果一致，也就是说，成虫更喜欢在黑暗的地方休息和活动。

我们推测，果园中照明条件的改变改变了阴凉场所的大小和形状，成人对昏暗灯光场所的偏好影响了这五个物种的成虫向新的阴凉区域的日常运动和重新定位。

阳光充足的栖息地的较高温度也可能会鼓励成虫移向阴凉的地区，与阳光充足的区域相比，光线昏暗的区域具有更稳定的温度，并且湿度可能更高，温度和湿度对果蝇的影响生理学，阴凉的地方可以为五种果蝇的发育提供稳定性。

我们的数据还表明，这五个物种的成虫散发的气味对果园的空间占用很重要，因此，一种物种的气味i降低了移动性，ii有利于同种选择相似的地点来栖息。

另一个物种中的相同气味增加成虫的活动性和影响每个性别选择不同的栖息地，果蝇成虫散发的气味物种减少其同类的流动性并刺激对栖息地的相似偏好可能是群体形成的第一步。

这些相同的气味增加了果蝇的流动性并改变了其他果蝇物种的每一性别的栖息地偏好，可能会阻碍由两个或多个物种组成的混合群体的形成，这些猜想与在自然界中很难找到果蝇的种间杂交相一致。

参考文献

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