张增焘,刘凤想,刘杰,彭宇,焦晓国
(湖北生物资源绿色转化协同创新中心,行为生态与进化研究中心,湖北大学生命科学学院,湖北 武汉 430062)
昆虫和蜘蛛是常见节肢动物类群,它们种类繁多[1-2],适应性强.广泛分布于地表、土壤中、树上、草丛、洞穴、石块缝隙、水边及住房内外,有些甚至栖息在淡水中,海岸湖泊带[3-4],它们是高等院校生物学相关专业动物学教学野外实习的主要采集类群.江西省九江市庐山风景区兼具亚热带季风湿润区和山地特征,雨量充沛,动植物资源丰富[5],是许多高等院校动植物野外重要实习基地,也是众多研究昆虫和蜘蛛的专家学者常驻之地.湖北大学生命科学学院长期以江西庐山为生物学野外实习基地开展教学活动,多年来积累了丰富的采集技巧和经验,特别是在昆虫与蜘蛛等常见节肢动物的野外采集方面尤为突出.作者拟在总结前人采集经验的基础上,结合自身多年野外采集实践,将庐山常见昆虫、蜘蛛的生活习性与采集方法做一总结,以期为高等院校动物学野外实习标本采集提供参考.
昆虫和蜘蛛的生长发育要经历卵、幼虫(幼体)、成虫(完全变态的昆虫还有蛹期)等几个发育阶段,受到温度、光照、湿度等多重因子的影响,发育历期长短不一,种类和数量随季节变化明显.庐山平均海拔1 000m左右,受东亚季风气候影响,太阳辐射、气温、降水、云雾、湿度、风等气候要素随山地海拔高度有明显变化[5],昆虫和蜘蛛的种类和数量随之波动剧烈.因此,做好实习前期调查和相关准备工作是提高野外实习质量的重要因素.
1.1 确定科学的采集时间采集时间过早,常见昆虫和蜘蛛的幼虫(幼体)较多,成熟个体配对困难,不利于物种鉴别;同时,群落物种丰富度低,种群数量少,不利于教学实习活动的开展.相反采集时间靠后,庐山景区雷暴天气多,出行不易,且游人干扰加剧,实习质量难以保证.因此,实习时间一般应在每年5月底或6月初,为期10~15 d左右,既可避开旅游旺季降低采集费用,又可提高常见昆虫与蜘蛛种类的采集量,以保证实习活动质量.
1.2 常用采集工具及用途捕虫网(捕网、扫网):采集善于飞行、跳跃、隐藏的昆虫和大部分蜘蛛种类;筛网:采集落叶层昆虫和蜘蛛;塑料管:型号多样,用于投手抓捕和暂时存放活体标本;铁铲:挖掘土壤、朽木中的昆虫和蜘蛛;铁钎:驱赶树木、土壤、石块、砖瓦等缝隙中的昆虫和蜘蛛;头灯及手电:采集夜行性昆虫和蜘蛛;灯诱系统:诱捕夜行性趋光性昆虫;三角纸袋:暂时存放鳞翅目等昆虫标本;酒精:分75%和100%两种,用于浸泡标本;塑料杯:制作陷阱;福尔马林和甘油:陷阱法溶剂,杀死保存掉落陷阱中的昆虫和蜘蛛[6];照相机:记录动物生境、标本生活状态、生态特征;GPS定位仪:记录标本采集地海拔高度、经纬度等数据;白色幕布、尼龙薄膜:主要配合筛网、敲网,承接标本;标签纸:记录标本采集地点、时间及其他数据;镊子剪刀瓷盘:处理和分类标本.
2.1 水流溪边(乌龙潭、植物园、庐陵湖)蜉蝣目、蜻蜓目和襀翅目石蝇等昆虫偏好水边生活.发现目标后需先记录生境细节,拍照,然后直接用捕网或扫网迎着目标昆虫方向迅速扫捕.用手隔网搓捏目标昆虫胸部使其死亡后,装入三角纸袋,同时记录采集信息.肖蛸科、猫蛛科、盗蛛科和狼蛛科(水狼蛛,图1:A)等蜘蛛类群在水边栖息较多,可直接用扫网扫捕,拍照记录,然后装入75%的酒精瓶中,写好标签备用.
图1:A在水边游猎的狼蛛科蜘蛛;B石缝间巨蟹蛛科蜘蛛的巢穴;C地下穴居型蜘蛛螲蟷科蜘蛛的洞口;D地蛛科蜘蛛的地面捕食丝管;E房屋内壁钱蛛科蜘蛛的巢;F石块下暗蛛科蜘蛛的巢穴.
2.2 砖石树皮间(花径公园,公路靠山体侧)直翅目蟋蟀,纺足目昆虫,隙蛛科、巨蟹蛛科(图1:B)和暗蛛科蜘蛛(图1:F)等节肢动物常在石头或树皮缝隙内栖息.可用铁钎插入石缝或树皮间隙驱赶,待其逃出时迅速捕获,然后装入75%的酒精瓶中,写好标签备用.
图2:A在丛林树叶间交配的竹节虫,其身体颜色与环境高度一致;B落叶层膜翅目昆虫蚂蚁的巢穴;C蚁蛉幼虫蚁狮的标志性漩涡状陷进巢穴;D朽木中的鞘翅目步甲幼虫;E花丛间正在吸食花蜜的膜翅目昆虫蜜蜂;F腐殖土中发现的鞘翅目昆虫双叉犀金龟Allomyrina dichotoma(独角仙)的蛹.
2.3 房屋内外(牯岭镇)双翅目蚊、蝇,蜚蠊目蜚蠊等昆虫,喜欢栖息在房屋内外,可用扫网抓捕,然后装入75%的酒精瓶中,写好标签备用.壁钱蛛科(图1:E)、希蛛科和幽灵蛛科蜘蛛常在墙角、窗角、桌椅板凳等空间结网捕食,拍照记录后,可直接投手抓捕放入塑料管(活体待观察)或75%的酒精瓶中.
2.4 树枝丛林花草间(植物园、三宝树等)螳螂目、竹节虫目(图2:A)、直翅目、鳞翅目和膜翅目(图2:E)等昆虫;园蛛科、球蛛科、皿蛛科、跳蛛科、猫蛛科和蟹蛛科蜘蛛等栖息于树林草丛.大多数具保护色而不易发现,或者体型较小不易察觉,可直接用扫网横扫树叶花草或用敲网振落收集.根据不同教学用途,用不同方法处理标本.直翅目和鳞翅目等昆虫如果需做展翅标本,先放在三角纸袋中低温保存备用.蜘蛛目标本,如需活体观察则放在加有小树叶(保湿)的塑料管中,否则装入75%的酒精瓶中,写好标签备用.
2.5 落叶层(植物园、含鄱口等)膜翅目蚂蚁(图2:B)、等翅目白蚁、蜚蠊目和部分鞘翅目等昆虫;皿蛛科、隙蛛科、微蛛科、卵形蛛科、巨蟹蛛科和狼蛛科(图3:E)等许多蜘蛛类群栖息在落叶层中,可将枯枝落叶放入筛网过筛,待标本筛出落在白布或尼龙薄膜后进行抓捕;拍照记录后,对标本做相应处理.
2.6 朽木土壤中(日照松林、好汉坡等)脉翅目蚁蛉(图2:C)、直翅目蝼蛄、部分鞘翅目昆虫(图2:D)等常栖息在土壤朽木中.采集时需用锋利铁铲或铁锹挖掘,发现目标后抓捕.记录采集信息后,做好相应处理.鞘翅目中许多甲虫幼虫生活在腐殖土和朽木中,可收集饲养,观其羽化,甚是华丽(图2:F).螲蟷科、地蛛科蜘蛛在斜坡土壤中挖管筑巢(图1:C、D),识别其特征后拍照记录,然后用铁铲沿洞口(丝管)下挖,直至蜘蛛出现,拍照记录后再处理标本.
3.1 灯光诱捕(望江亭、观云亭)许多昆虫有趋光性,如鳞翅目蛾类、鞘翅目犀金龟和锹甲(图3:F)等昆虫.①黄昏时分,选择山顶或比较开阔的平地组装灯诱系统(图3:A);②搭支架,固定白色幕布;③打开紫外诱虫灯和外加光源,使之投射到白色幕布上;④耐心等待趋光性昆虫栖落幕布、地面或附近树干草丛;⑤选择适当捕虫网或塑料管抓捕昆虫.
3.2 食物诱捕一些昼行性昆虫,如鳞翅目蝶类、鞘翅目花金龟科等部分昆虫喜食花蜜.可配制黑糖浆涂抹在树干石块上(图3:B),诱使昆虫前来进食,加以捕获.
3.3 陷阱捕获(日照松林等)陷阱法主要抓捕丛林落叶间行动敏捷的节肢动物,如鞘翅目步甲、巨蟹蛛科蜘蛛等.①选择植被茂盛落叶层丰厚的地带,用塑料杯制作陷阱;②在陷阱中加注适量福尔马林和甘油溶液;③把陷阱周围的落叶稍做清理,以防落叶覆盖陷阱;④数小时后或次日探视陷阱,收集陷阱中昆虫或蜘蛛标本.
图3:A灯诱系统;B正在石块间吸食人工糖浆的鳞翅目昆虫;C一种鳞翅目蛾类所制造的茧,内部有受保护的蛹;D一种膜翅目蜂类在枯枝上的土巢;E投手抓捕狼蛛;F灯光诱捕到的鞘翅目中华扁锹甲Dorcus titanus(干制标本).
4.1 闻声搜索采集发声是昆虫通讯的有效方式之一,它在种内个体间的召唤、聚集、求偶、攻击和报警等方面起重要作用.常见发音昆虫如直翅目雄螽斯(纺织娘)、同翅目蝉等,可在其发声时,闻声投手捕获或网捕.
4.2 利用反光,巧捕夜行性标本(花径公园、大天池、小天池)在夜间可用头灯或强光手电筒照射生境,夜行性昆虫的复眼与蜘蛛的单眼或身体其他部位会反光,形成强的反光点或反光区域,识别其特征后加以抓捕.
4.3 识别保护装饰物采集在野外常看见昆虫和蜘蛛的一些特殊标志(构建保护装饰物)和结构,如巢、茧、卵袋等,发现识别记录后可投手采集或网捕.同翅目沫蝉将分泌物形成一个泡沫球,把自己包裹隐藏起来,识别此特征后可高效抓捕.鳞翅目有些蛾类会结大型茧(镂空、带刺)将自己的蛹保护起来,识别记录后可收集(图3:C).膜翅目蜂类的巢各式各样,有些是用泥土(图3:D)固定在植物茎秆或石缝间制造的,十分隐蔽,发现识别记录后可采集.艾蛛科蜘蛛通常会把食物残渣、枯枝碎叶、蜕掉旧表皮和卵袋等放在其所织网上[7-8],构成一定形状,躲藏其中(图4:A).
5.1 垂直圆网具有辐射丝连接多个同心圆的垂直圆网,如园蛛科蜘蛛所织的网(图4:A);清晨或黄昏在花草丛林间可经常看到,观察记录完后可用扫网或投手抓捕蜘蛛;如果网比较完整但没有发现蜘蛛,则可在与网角拉丝相连的树叶树枝间搜索.
5.2 水平圆网具有辐射丝连接多个同心圆的水平圆网,如肖蛸科蜘蛛所织的网(图4:B);在水边比较容易发现,观察记录完毕后可用扫网或投手抓捕蜘蛛.
5.3 皿网蛛丝组成平面或球面的丝层,有不同方向的丝拉着丝层,如皿蛛科所织的网,网小.常见于矮小的灌木层或繁茂的树枝间.蜘蛛个体相对较小,需仔细观察,确定蜘蛛方位后才能用捕虫网采集.
5.4 不规则网网中的丝伸向各个方向,没有规律,如球蛛科、幽灵蛛科所织的网(图4:C).球蛛科蜘蛛有假死习性,一旦有外力触碰蛛网,蜘蛛会自由落体掉入地面落叶层,不动装死,难以发现.所以可先在其网下放捕虫网或塑料管,然后触碰蛛网,球蛛即会掉入网中或采集管.
5.5 漏斗网由主要部分的平网和一漏斗状丝质管口组成,如漏斗蛛科蜘蛛所织的网(图4:D).漏斗蛛科蜘蛛通常在漏斗管口守候,动作敏捷.可先把捕虫网或敲网放在蛛网下面,但不要惊动蜘蛛,然后用木棍使劲敲打蛛网所在区域的树枝或花草,蜘蛛受到惊吓后,会迅速顺着管口下跑而掉入网中.
图4:A艾蛛科蜘蛛垂直圆网,其网上的装饰物由食物碎屑、枯枝碎叶等组成,蜘蛛可隐藏其中;B蛸肖科蜘蛛近乎水平的圆网;C球蛛科蜘蛛不规则网,其上通常有小枯叶残渣,蜘蛛隐藏其中;D漏斗蛛科蜘蛛漏斗网,蜘蛛通常栖息在管口.
动物学野外教学实习是学生将理论知识转化为实践的重要平台,要在有限的时间和精力下高效完成实习活动,科学的采集方法和技巧是前提.选择目标昆虫和蜘蛛的自然生活环境,准确辨别昆虫和蜘蛛的生活习性、生态特征,结合上述各种采集方法,就能高效采集到庐山地区隶属于昆虫纲蜉蝣目、蜻蜓目、螳螂目、鞘翅目、鳞翅目等30余目昆虫种类,隶属于蜘蛛目跳蛛科、园蛛科、球蛛科、巨蟹蛛科、皿蛛科等20余科蜘蛛种类,确保动物学野外教学实习工作顺利完成.
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[8]Gan W J,Liu F X,Zhang Z T,et al.Predator perception of detritus and eggsac decorations spun by orb-weaving spiders Cyclosaoctotuberculata:do they function to camouflage the spiders?[J].Current Zoology,2010,56(3):379-387.
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