中国新纪录属——缺眼跳小蜂属Stemmatosteres Timberlake(膜翅目:跳小蜂科)及一新种记述

2024-07-07 01:45张述理康宁赵倩胡红英
西北农业学报 2024年6期
关键词:新种分类

张述理 康宁 赵倩 胡红英

摘 要 在对高寒地区跳小蜂资源进行调查的过程中,发现一无翅跳小蜂新种,确定其为跳小蜂科中国新纪录属——缺眼跳小蜂属(Stemmatosteres Timberlake,1918)中的新种——慕士塔格缺眼跳小蜂(Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.),详细描述了该种的形态特征,并提供了其详实的形态结构图和  ITS2基因序列(GenBank登录号:OP851692),以及缺眼跳小蜂属世界已知种的分种检索表,该新种的模式标本保存于新疆大学昆虫标本馆 (ICXU)。

关键词 跳小蜂科;缺眼跳小蜂属;新纪录属;新种;分类

新疆帕米尔高原地处新疆西南边缘,是喜马拉雅山、昆仑山、喀喇昆仑山、兴都库什山、天山的汇聚处[1],平均海拔约4 000 m[2];阿尔金山国家自然保护区位于新疆东南部,东邻青海省,南接西藏自治区,是阿尔金山和东昆仑山中段的山间盆地,平均海拔4 500 m以上[3]。两地均属典型的大陆性高山气候,具有高海拔、高寒、低气压、低含氧量、强紫外辐射、极端干旱的环境特点,植被类型以高寒荒漠型草甸为主,生物类群独特,昆虫物种资源丰富,但生态敏感脆弱,容易发生退化[2,4]。跳小蜂作为多种害虫的寄生性天敌昆虫,种类多,寄生范围广泛,幼虫多营内寄生生活,其中绝大多数以半翅目的介壳虫为寄主[5-8],尤其是寄生粉蚧科的跳小蜂,约占已报道种类的  1/3[7],在陆地生态系统中发挥着重要作用。

缺眼跳小蜂属(Stemmatosteres Timberlake),隶属于膜翅目(Hymenoptera)小蜂总科(Chalcidoidea)跳小蜂科(Encyrtidae)跳小蜂亚科(Encyrtinae),目前该属世界已记录5种。该属因其额顶宽明显超过头宽的一半,单眼和翅严重退化,前胸背板发达,中胸盾片缩小至横形,腹基部遮盖后胸和并胸腹节等特征明显区别于其他属,是跳小蜂科中形态较为独特的一个类群。最早由Timberlake于1918年在美国加利福尼亚地区发现,并以Stemmatosteres apterus Timberlake为模式种建立该属[9-10]。之后Hoffer、Yoshimoto、Prinsloo等、Noyes相继在欧洲、南非等地发现并描述了该属的另外4种,分别为:Stemmatosteres bohemicus Hoffer,1954 [11];Stemmatosteres kuchari Yoshimoto,1972[12];Stemmatosteres primus Prinsloo & Mynhardt,1981[13];Stemmatosteres quirinus Noyes,2010[14]。该属大多分布于高海拔地区[12,15]且可内寄生于粉蚧科(Pseudococcidae)昆虫[10,13-14]。迄今为止,中国乃至亚洲地区均未有该属的相关报道。

新疆大学昆虫研究室于2021-2022年在新疆帕米尔高原和阿尔金山国家级自然保护区科考过程中发现一无翅跳小蜂标本,经鉴定为缺眼跳小蜂属一新种Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.。研究结果在丰富世界跳小蜂科资源的同时,也对高寒地区害虫防治、生物多样性保护和生态系统的稳定等方面有着重要意义。

1 材料与方法

标本获取与保存:研究中用到的所有跳小蜂标本均于2021-2022年通过网扫和黄盘诱集在帕米尔高原的新疆阿克陶县、塔什库尔干塔吉克自治县和阿尔金山国家自然保护区所属若羌县获得。带回实验室后在Nikon SMZ745体视显微镜下挑拣后将标本浸泡在装有无水乙醇的2  mL冻存管内,置于-20 ℃冰箱中保存。

标本制作与图像采集:玻片标本制作方法参考黄建的中性树胶制片法[16],整个制片过程在Nikon SMZ745体视显微镜下进行。制片后利用Nikon ECLIPSE Ci数码生物显微镜和Nikon Ci3-DS Fi2显微成像系统对玻片标本进行图像采集。

形态学鉴定及术语:在Nikon SMZ25数码体视显微镜下对标本进行鉴定、形态特征测量和形态学描述,形态术语和缩写遵循Zhang等[7]和Noyes[14]的分类系统。测量值除了体长为绝对测量其余部位均采用相对测量。文中所用缩写如下:F1-5=索节第1~5节;T1-7=腹节第1~7节。

目的基因获取:总DNA使用TIANamp基因组DNA试剂盒进行标本无损伤提取;PCR扩增选用ITS2F/ITS2R作为引物,反应条件及程序参考Sun等[17]的扩增方法;PCR产物移交生工生物工程上海股份有限公司测序。测序结果使用SnapGene软件查看序列峰图质量并人工校对,确认无误后进行手动拼接,最终将获得的基因序列上传GenBank数据库。

2 结果与分析

2.1 缺眼跳小蜂属(Stemmatosteres  Timberlake,1918)主要特征及分布

缺眼跳小蜂属Stemmatosteres Timberlake,1918 (中国新纪录属)。

Stemmatosteres Timberlake,1918:352-355.Type species:Stemmatosteres apterus Timberlake,by monotypy.

Stemmatosteres bohemicus Hoffer,1954:169-173.

Stemmatosteres kuchari Yoshimoto,1972,104(11):1837-1839.

Stemmatosteres primus Prinsloo & Mynhardt,1981,44(2):325-330.

Stemmatosteres quirinus Noyes,2010,84:365-366.

属征:雌:体长通常小于1.0 mm,体色黄色至褐色,一般有微弱珍珠光泽。头长宽近似相等;额顶宽不小于头宽的1/2;复眼小;单眼不明显或缺失;后头缘凹陷;触角窝靠近口缘;柄节细长或短粗;梗节锥形,通常长于前3索节;索节5节,均横形;棒节一般2节,有时3节;上颚具3齿,中齿最长,下齿短小。胸部较窄,背腹侧稍平;前胸背板相对发达;中胸盾片明显横形;三角片中间相聚较短或明显分离;小盾片长不大于宽;翅强烈退化甚至缺失;中足距纤细,稍短于第一跗节。腹部卵圆形,明显长于头、胸之和,腹基部完全或部分遮盖并胸腹节;尾须板通常位于腹端部1/3处;肛下板伸达腹端;产卵器稍伸出或明显伸出腹端。雄:与雌性相似。体长较雌性更短,约0.5~0.6 mm;头部稍小;腹部稍短;棒节通常细长且不分节;阳茎基简单,侧突短,顶端各有一刚毛。

寄主:寄生于粉蚧科(Pseudococcidae)昆虫[10,13-14]。

分布:中国(新疆),美国加州[10],乌拉圭[15],捷克斯洛伐克[11],加拿大[12],比勒陀利亚[13],哥斯达黎加[14]。

世界已知5种,该属在中国为首次报道。本文记述1新种:慕士塔格缺眼跳小蜂(Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu.)。

2.2 缺眼跳小蜂属 Stemmatosteres  Timberlake世界分种检索表(雌性)

1.触角棒节2节,额顶宽不大于头宽的0.7倍2

触角棒节3节,额顶宽一般不小于头宽的0.8倍5

2.腹部不完全遮盖并胸腹节,小盾片后缘钝圆S.primus Prinsloo et Mynhardt,1981

腹部完全遮盖并胸腹节,小盾片后缘平直3

3.胸部窄,宽度小于头宽S.kochari Yoshimoto,1972

胸部宽度不窄于头宽4

4.体长小于0.5 mm,额顶宽约为头宽的一半S.bohemicus Hoffer,1954

体长大于0.5 mm,额顶宽明显大于头宽的一半S.apterus Timberlake,1918

5.胸部三角片缩小,中间顶点明显分离,间距约为一个三角片宽度,头部所有单眼均缺失S.muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.

胸部三角片正常,中间顶点仅稍分离,头部前单眼可见,后单眼缺失S.quirinus Noyes,2010

2.3 新种描述

慕士塔格缺眼跳小蜂 Stemmatosteres muztagataensis Zhang et Hu,sp.nov.(图1)。

雌:正模:体长0.64 mm。体褐色。头部在复眼与触角窝连线以上的头顶及颜面为棕色;复眼及口缘为黑褐色;触角浅棕色;下颚须及下唇须黄白色。胸部各背板具黑褐色轮廓;各足前4跗节浅棕色。腹部整体棕色,仅第7腹节背板浅  棕色。

头部扁平,具极浅的多边形网纹,侧面观颜面略具弧度。正面观头长稍大于头宽;额顶宽为头宽的0.83倍;头正面观后头缘直,下方明显凹陷,颈部着生位置靠近后头缘;单眼缺失;复眼小,长径仅为其头长的0.31倍;触角窝位于唇缘;柄节近肾形,长为最宽处的2.67倍;梗节近圆锥形,长度大致等于前3.5个索节长;所有索节横形,各节向端部逐渐加宽;棒节3节,稍长于柄节,长为自身宽的3倍;上颚在头正面观几乎不可见,具3锐齿,中齿最长,上齿稍短,下齿最小。测量  (100×)——头宽18;额顶宽15;复眼长6;柄节长8;柄节宽3;梗节长5,梗节宽2.5;索节F1-F5总长7.5;棒节长9;棒节宽3。

胸部具与头部类似的多边形网纹,但网格较大。前胸背板发达,长度略与中、后胸之和等长;中胸盾片横形,长为宽的0.31倍;三角片缩小,被小盾片前缘分离,间距相当于一个三角片的宽度;小盾片梭形,长为宽的0.45倍;前、后翅缺失;前、中、后足胫节短,端部膨大,长度与跗节各节之和等长;中足距纤细,着生于胫节近端部,长为中足胫节的0.27倍。测量(100×)——胸部长20;前胸背板长9;中胸盾片长3.6;中胸盾片宽11.5;小盾片长5;小盾片宽11;中足胫节距长3;中足胫节长11。

腹部明显长于头、胸之和,约为胸部长的2倍;基部不完全遮盖并胸腹节;尾须板位于腹端部1/6~1/5处;肛下板和产卵器略伸出腹端;产卵器着生在T2端部,长为腹部长的0.70倍。测量(100×)——腹部长41;产卵器长28.5。

副模变量(Variation):雌:体长0.63~0.68 mm;额顶宽为头宽的0.78~0.83倍;复眼长为头长的0.31~0.35倍;中胸盾片长为宽的  0.31~0.36倍;产卵器长为腹部长的0.68~0.73倍。

雄:未知。

检视标本:正模:♀,新疆阿克陶县慕士塔格峰冰川公园(N:38°16′33.6108″,E: 74°55′  26.256″),海拔:4 054.81 m,2021.VII.24,胡红英昆虫学团队采,黄盘诱集。

副模:3♀,新疆阿克陶县慕士塔格峰冰川公园(N:38°16′33.6108″,E:74°55′26.256″),海拔:  4 054.81 m,2021.VII.24,胡红英昆虫学团队采,网扫、黄盘诱集。3♀,新疆若羌县阿尔金山国家级自然保护区钨锡矿以东周边(N:38°0′1.951 2″,E: 89°0′31.3164″),海拔:3 717.15 m,2021.VII.19,胡红英昆虫学团队采,黄盘诱集。2♀,新疆喀什塔什库尔干塔吉克自治县达布达尔乡G314 (乌红线)(N:36°59′32.5716″,E:75°32′ 11.947 2″),海拔:3 958.07 m,2022.VII.22,胡红英昆虫学团队采,黄盘诱集。

寄主:未知。但采集地有棘豆(Oxytropis sp.)、针茅(Stipa sp.)、蒿(Artemisia sp.)等粉蚧科Pseudococcidae昆虫的寄主植物,因此该新种寄主也可能为粉蚧科昆虫。

分布:新疆(阿克陶县、塔什库尔干塔吉克自治县、若羌县)(图2)。

词源:根据模式标本产地新疆阿克陶县慕士塔格峰(Muztagata)冰川公园命名该新种。

2.4 新种DNA条形码

本研究获得慕士塔格缺眼跳小蜂  ITS2基因片段271 bp,碱基平均含量分别为:A 28.4%、T 19.2%、G 24.0%、C 28.4%。序列中A+T含量47.6%,G+C含量52.4%,未表现出明显的碱基偏向性。该序列为该属首个分子数据,基因序列已上传至GenBank数据库(GenBank登录号:OP851692)。

3 讨  论

根据胸部三角片缩小且中间顶点明显不相接这一特征,容易将该种与Stemmatosteres Timberlake属中的其他所有已知种进行区分。该新种与S.quirinus Noyes最为相似,它们明显区别于本属其他种的共同特征有:触角棒节均为3节、额顶宽不小于头宽的0.8倍等;两者之间的主要区别在于:S.muztagataensis sp.nov.所有单眼均缺失,产卵器长为中足胫节长的3.73倍,而S.quirinus Noyes的前单眼可见,产卵器长为中足胫节长的1.68倍。

该新种独特的外部形态可能与其特殊的生存环境有着密切联系,根据张荣祖中国动物地理区划和黄人鑫新疆动物地理区划,新种已知的分布地在古北界——蒙新区和青藏区的交界处——昆仑山地亚区,其生境类型为3 500 m以上的高海拔荒漠环境,高寒低氧,植被稀疏且矮小,另外通过本团队近几年的考察,在昆仑山脉及邻近高海拔地区还发现了多种短翅型和缺翅型的跳小蜂[如抑虱跳小蜂属(Acerophagus sp.)、秀德跳小蜂属(Pseudectroma sp.)等],物种间可能存在趋同进化,因此新种的形态特征可能是自然选择作用下为适应特定环境的进化结果[18]。目前该属已记录的分布点也都在高海拔地区,同时其体型小,单眼、中胸和翅明显退化以及前胸发达等特征必然导致其扩散能力弱,但该属在世界多个动物地理区系都有分布,其起源和系统进化关系尚不清楚且严重缺乏分子数据,有关该类群的系统发育及进化历史还需收集更多同类群的标本和分子数据等进行深入研究。

致谢:本课题得到国家自然科学基金资助(Nos.32070472 & 31860612),感谢巴音郭楞蒙古自治州阿尔金山国家级自然保护区管理局对科考项目的支持。

参考文献 Reference:

[1] 张晓虹.2013年帕米尔高原历史地理考察报告[J].历史地理,2014(1):344-353.

ZHANG X H.Historical geography survey report of pamir plateau in 2013[J].Historical Geography,2014(1):344-353.

[2]徐海燕,周明冬,阎 平.新疆帕米尔高原菊科紫菀族(Astereae)植物分类学研究[J].石河子大学学报(自然科学版),2006(5):585-590.

XU H Y,ZHOU M D,YAN P.A taxonomic study on Astereae from pamirs in Xinjiang[J].Journal of Shihezi University (Natural Science),2006(5):585-590.

[3]海 鹰,曾雅娟.新疆阿尔金山国家级自然保护区种子植物区系研究[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2010,29(2):1-6.

HAI Y,ZENG Y J.A Study on the seed plant flora in the Altun mountain national nature reserve[J].Journal of Xinjiang Normal University(Natural Sciences Edition),2010,29(2):1-6.

[4]杨淑萍,姜 洁,阎 平.中国帕米尔高原珍稀濒危植物及特有种的生态地理分布[J].干旱区资源与环境,2018,32(1):115-120.

YANG SH P,JIANG J,YAN P.Eco-geographic distribution of rare and endangered plants and endemism in the Pamirs Region of China[J].Journal of Arid Land Resources and Environment,2018,32(1):115-120.

[5]TRJAPITZIN V A.Hymenoptera II.Chalcidoidea 7.Encyrtidae[M].Opredeliteli Nasekomykh Evropeyskoy Chasti,1978:236-328.

[6]廖定熹.中国经济昆虫志第三十四册,膜翅目:小蜂总科(一)[M].北京:科学出版社,1987:1-241.

LIAO D X.Economic Insects of China Volume 34.Hymenoptera:Chalcidoidea (I) [M].Beijing:Science Press,1987:1-241.

[7]ZHANG Y Z,HUANG D W.A Review and an Illustrated Key to Genera of Encyrtidae (Hymenoptera:Chalcidoidea) from China[M].Beijing:Science Press,2004.

[8]祖国浩.中国跳小蜂科(Encyrtidae)分类研究(膜翅目:小蜂总科)[D].哈尔滨:东北林业大学,2016.

ZU G H.A taxonomic study of Chinese species of Encyrtidae (Hymenoptera:Chalcidoidea) [D].Harbin:Northeast Forestry University,2016.

[9]NOYES,J S.Universal chalcidoidea database.World Wide Web electronic publication [EB/OL].[2022-04].http://www.nhm.ac.uk/chalcidoids.

[10] TIMBERLAKE P H.New genera and species of Encyrtinae from California parasitic in mealybugs (Hymenoptera) [J].University of California Publications in Entomology,1918,1(8):347-367.

[11]HOFFER A.Encyrtidae nasich státních prírodnich reservací II[J].Ochrana Prírody,1954,9(6):169-173.

[12]YOSHIMOTOC M.A new species of the genus Stemmatosteres (Encyrtidae:Chalcidoidea) [J].The Canadian Entomologist,1972,104(11):1837-1839.

[13]PRINSLOO G L,MYNHARDT M J.Ontwo encyrtidae parasites (Hymenoptera:Chalcidoidea) of the Rhodes-grass scale,Antonina graminis (Maskell),(Hemiptera:Pseudococcidae) in South Africa[J].Journal of the Entomological Society of Southern Africa,1981,44(2):325-330.

[14]NOYES J S.Encyrtidae of Costa Rica (Hymenoptera:Chalcidoidea),3:Subfamily Encyrtinae:Encyrtini,Echthroplexiellini,Discodini,Oobiini and Ixodiphagini,Parasitoids Associated with Bugs (Hemiptera),Insect Eggs (Hemiptera,Lepidoptera,Coleoptera,Neuroptera) and Ticks (Acari)[M].Memoirs of the American Entomological Institute,2010.

[15]TRIAPITSYNS V,AGUIRRE M B,LOGARZO G A,  et al.Complex of primary and secondary parasitoids (Hymenoptera:Encyrtidae and Signiphoridae) of Hypogeococcus spp.Mealybugs (Hemiptera:Pseudococcidae) in the New World[J].Florida Entomologist,2018,101(3):411-434.

[16]黄 建.中国蚜小蜂科分类(膜翅目:小蜂总科)[M]. 重庆:重庆出版社,1994.

HUANG J.Systematic Studies on Aphelinidae (Hymenoptera:Chalcidoidea) of China[M].Chongqing:Chongqing Publishing House,1994.

[17]SUN X J,XIAO J H,COOK J M,et al.Comparisons of host mitochondrial,nuclear and endosymbiont bacterial genes reveal cryptic fig wasp species and the effects of Wolbachiaon host mtDNA evolution and diversity[J].BMC Evolutionary Biology,2011,11(1):1-8.

[18]芦 超,丁 玎,陈 兵.昆虫对环境低氧的适应:生理和分子机制研究进展[J].环境昆虫学报,2020,42(1):82-93.

LU CH,DING D,CHEN B.Adaptation to environmental hypoxia in insects:Progresses in physiological and molecular mechanisms[J].Journal of Environmental Entomology,2020,42(1):82-93.

A New Record Genus of Stemmatosteres Timberlake

(Hymenoptera:Encyrtidae) and a New Species from China

ZHANG Shuli,KANG Ning,ZHAO Qian and HU Hongying

(College of Life Science and Technology of Xinjiang University,Xinjiang Key Laboratory of

Biological Resources and Genetic Engineering,Urumqi 830046,China)

Abstract During the investigation of  the resources of Encyrtidae in alpine regions,this study identifed  a new species of wingless Encyrtidae,classifed  as a new recorded genus in China-Stemmatosteres Timberlake.The new species of Stemmatosteres muztagataens Zhang et Hu,sp.nov.,is described in detail with respect to its morphological characteristics.The detailed morphological structure photo and ITS2 genetic sequence (GenBank number:OP851692) are provided,a key to the worlds known species of the genus Stemmatosteres Timberlake is also included.The type specimens of this new species are deposited in the Insect Collection of Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang,China (ICXU).

Key words Encyrtidae; Stemmatosteres Timberlake; New record genus;New species; Classification

Received  2022-12-16    Returned 2023-02-26

Foundation item The National Natural Science Foundation of China(No.32070472,31860612).

First author ZHANG Shuli,male,master student.Research area:entomology.E-mail:1227564008@qq.com

Corresponding   author HU Hongying,female,professor,doctoral supervisor.Research area:systematic classification of insects and biological control of pests.E-mail:huhongying@xju.edu.cn

(责任编辑:郭柏寿 Responsible editor:GUO Baishou)

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