文、图/ 田彩红① 段爱菊② 王淑枝②

编者荐语:

《大自然》杂志与国家天敌等昆虫资源数据中心合作推出了“甲虫出没,请注意!”专栏,我们将陆续转发本专栏种的天敌故事,将鞘翅目昆虫的故事推荐给众多读者。

昆虫界有这么一类甲虫:威风的触角总是昂扬向上,独来独往战斗力爆棚;幼虫食量巨大。它们就是霸气的中华金星步甲。它们在繁衍的时候,交配完毕后雌虫会把雄虫吃掉,因取食广泛、食量惊人而容易饲养,将成为未来甲虫的“潜力股”。

样貌霸气的中华金星步甲

人间最美四月天,和煦的春风拂面而过,中原大地上大片的青青麦田在风中泛起了波浪。此时,蛰伏了一整个冬天的甲虫也感受到了春的气息,迫不及待地从 25 厘米深的地下洞穴中钻出来与春天打招呼,身上还沾着湿润的泥土。由于长期营黑暗生活,它们的眼睛已经高度退化,地面活动时完全依靠灵敏的嗅觉。出土后的雌雄成虫会栖息在枯枝落叶下,寻找各种机会捕食活动在地面上和植株上的各种害虫的幼虫、蛹和成虫。

甲虫是鞘翅目昆虫的统称,身体外部有硬壳;前翅角质,厚而硬;后翅膜质,如天牛、金龟子和象鼻虫等。该目的种类是昆虫纲中最丰富的,约占昆虫总种数的1/3。甲虫的一个世代要经过卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段,属于完全变态类昆虫。


独行侠般的霸气甲虫

我国幅员辽阔,纵跨古北界和东洋界,甲虫种类丰富多样。经过寒冬的磨砺,中华金星步甲(Calosoma chinense Kirby)霸气复出,迈着急促而矫健的步伐,瞬间让麦田中的众虫黯然失色。中华金星步甲的体色浑然天成,身材魁梧,鞘翅宽阔;背面古铜色鞘翅上拥有不同形状的微细刻纹,闪耀着金光或者金绿色的光泽;一对鞘翅在背中线上汇合呈屋脊状,彰显着低调奢华的贵族气息。其腹面和足接近黑色,头和前胸背板密被细刻点,额的两侧靠近眼的边缘及前胸背板前缘、基部的刻点较粗,刻点间隆起。它们通常不是结伴而来,而是田间的“孤勇者”,独自杀敌、同类不相认,饿急了同类之间也会“火拼”,败者将被吃掉。

同类相残

中华金星步甲分布在我国大部分地区,隶属于昆虫纲肉食甲亚目步甲科,是多种农业或林业害虫的天敌。它们身长 24.5 ~ 33 毫米,体宽 8.5 ~ 13 毫米;威风的触角长度占据了身长的一半以上,总是昂扬向上;前翅特化成坚硬的翅鞘。中华金星步甲多为地栖性,常在地面活动,爬行速度极快;有的也在湿润的土壤中挖掘隧道生活,故又得名“神行太保”。其成虫飞行能力退化,翅鞘主要用于保护后翅和柔软的身体。飞行时,翅鞘先行举起,然后展开薄薄的后翅飞翔。其蛹长 19.1 ~ 21.5 毫米,宽 8.1 ~ 10.5 毫米,裸蛹,初期为白色,后期为黄褐色;复眼黑色;腹部第一至第五节背面各有 2 列黄褐色刚毛。

中华金星步甲雌雄成虫存在以下不同之处:雄虫前足基部跗节通常膨大,而雌虫前足跗节不膨大;雄虫上颚突出、有齿、形状多变化,雌虫上颚则结构比较简单、一致且较稳定;手捏雌成虫腹部尾端可见针突外露,雄成虫则可见阳茎外露。

与中华金星步甲成虫帅气的外表不同的是,其幼虫整体乌黑发亮,像穿了一件皮夹克;胸足黑色,3 对足又细又长,看上去敏捷灵活。老熟幼虫乳黄色,体长23.9 ~ 38.2 毫米;胸部各节背面有1 大黑斑,中、后胸腹面有1 黑斑;腹部第一~八节背面大黑斑两侧各有1 黑点;第一~九节腹板近前缘处各有1 黑色长椭圆形横斑,第一~七节横斑下方各有4 个较小的黑斑;第九腹节背面有1 对分叉的尾针突;第十节有伪足。蛹乳白至黄褐色,长19.8 ~ 21.3 毫米,宽8.3 ~ 10.3毫米,腹部第一~五节背面各有2 列黄褐色毛。


吃掉“新郎”的繁殖特征

交尾后,中华金星步甲雌虫会把雄虫吃掉,该行为被称为自然界的“性食”。在昆虫纲中,螳螂目螳螂科的螳螂、直翅目蟋蟀总科的蟋蟀都有这样的习性,是同种雌雄昆虫在求偶或交配过程中一方捕食另一方的现象。一般情况下是雌虫捕食同种雄虫,但也有雄虫捕食雌虫的情况。

中华金星步甲雌虫先将雄虫腹部撕开一条大口子,随着啃食,雄虫腹部的破洞越来越大,直到整个内脏被雌虫吃掉。雌虫还会将头伸入雄虫体腔继续深挖啃食。直至最后,雄虫被吃得只剩下残缺的鞘翅和没有被肢解的身体硬壳部分就被丢弃了。雄虫尽管身体强壮,可以轻松反咬雌虫,却很少反抗,只会试图逃脱;实在逃脱不了就会乖乖地被吃掉。

科学家对螳螂的研究表明,经过性食的螳螂卵及雌虫生殖组织中的氨基酸含量远远大于没有经性食的雌虫,且产卵量会增加,可以说雄螳螂的躯体为后代提供了直接的营养物质。中华金星步甲雄虫虽然就这样成了虫间的匆匆过客,但却因此确保了种族演化优势。

我们在室内饲养中华金星步甲也必须将其单头分开,成虫羽化后按照雌雄配对将其安置在单独的空间里,利用保湿、透气效果好的灭菌泥炭土铺成有一定深度(5 ~ 10 厘米)的产房,供其产卵和幼虫挖洞之用。

中华金星步甲成虫室内要单独饲养

中华金星步甲在夜间产卵,卵散产在4 ~ 8.5厘米深的土层中,野外条件下最深可达13 厘米。产卵时,雌虫会在土里用尾部蹭来蹭去促进排卵,每次产卵6 ~ 10 粒。初产的卵比较小,表皮极薄且容易破裂,但它会吸收土壤中的水分和养分继续发育,4 ~ 6 天后幼虫就孵出来了。


饭量巨大的幼虫

中华金星步甲初孵的幼虫(1 ~ 2 龄)比较活跃,但取食能力弱,不能取食活的猎物(幼虫、蛹等),只能吸食猎物虫体的汁液,如没有合适的食料便会自相残杀。幼虫有3 个龄期,与成虫相比,3 龄以后的幼虫猎食起来也毫不逊色,即使猎物是黄粉虫和金针虫那样表皮坚硬的家伙,吃起整条虫子来也像吸溜面条一样,瞬间将其吸入肚中,无愧于虫界“饕餮”的称号。中华金星步甲幼虫在地表和地下穿梭,取食各种害虫产在土里的卵以及多种昆虫的幼虫、蛹和成虫。

中华金星步甲是一种益虫,无论幼虫还是成虫,在田间一旦遇见粘虫、蚜虫或介壳虫等害虫,即刻便启动强大的捕食能力,用前口式口器瞬间将猎物撕碎。即使是面对草地贪夜蛾这一全球重大迁飞害虫,也照吃不误。5 龄期的草地贪夜蛾幼虫体长45 ~ 55 毫米,大小远远超过中华金星步甲成虫。但是,中华金星步甲毫不畏惧,三下五除二地狼吞虎咽,而且竟然连吃 5 条才吃得饱。

中华金星步甲幼虫在捕食粘虫的幼虫(左)和蛹(右)

饱食的中华金星步甲幼虫和成虫常在吸取猎物的部分体液及脂肪后,弃而另觅他物,吃一口就跑路。所以在田间害虫大发生时,它们的数量也会相应增加,对害虫种群数量有一定的抑制作用,是重要的天敌昆虫。

我们在黄淮海地区田间调查时,发现小麦田和玉米田中常有大量的中华金星步甲成虫和幼虫,它们取食在土壤表层或地下活动的鳞翅目、直翅目昆虫的成虫、幼虫和蛹以及鞘翅目昆虫的卵、幼虫和蛹,还可取食其他昆虫的卵、幼虫和蛹以及蜗牛、蠕虫等。通过实验室内饲养观察,发现其幼虫可钻入土中寻找食物,可取食粘虫的成虫、幼虫和蛹,每只幼虫每天取食3 ~ 5 头粘虫幼虫,整个幼虫期可取食30 ~ 50 头粘虫幼虫;成虫存活时间可达2 ~ 3 个月,需要不断地捕食活体;主要取食方式为咬破虫的表皮,吸食虫体的汁液。成虫白天群集隐蔽在枯枝落叶下,不入土,主要取食粘虫成虫、幼虫和蛹。

我们在实验室内观察了中华金星步甲3 龄幼虫和雌雄成虫对草地贪夜蛾幼虫的捕食行为,发现:3 龄幼虫对草地贪夜蛾1 龄幼虫的日最大捕食量为667 头,对6 龄草地贪夜蛾的最大捕食量为4.3 头;雌成虫对草地贪夜蛾1 龄幼虫的日最大捕食量为1300 头,对6 龄草地贪夜蛾的最大捕食量为11 头;雄成虫对草地贪夜蛾1 龄幼虫的日最大捕食量为1289 头,对6 龄草地贪夜蛾的最大捕食量为8.5 头。以此估算,中华金星步甲幼虫在一年之内将分别吃掉243 455 头低龄和1569.5 头高龄草地贪夜蛾幼虫;雌成虫在一年之内将分别吃掉474 500 头低龄和4015 头高龄草地贪夜蛾幼虫;雄成虫在一年之内将分别吃掉470 485 头低龄和3102.5 头高龄草地贪夜蛾幼虫。

中华金星步甲成虫在捕食草地贪夜蛾5龄幼虫

我们在田间观察到,中华金星步甲也取食动物的尸体和腐殖质等。不少学者根据步甲的取食特点和生活环境的特殊性,以步甲种群动态变化及其体内重金属含量的变化来判断和评价环境质量的优劣,作为环境的标识物。有时候大量出现中华金星步甲不但不是坏事,反而意味着该区域的生物多样性比较丰富,能够为其提供充足的食物。


人工饲养观察变化

我们用蚕蛹饲喂中华金星步甲,观察其生长情况。从初孵幼虫开始单头饲养,观察幼虫的发育和死亡情况。温度控制在25±1℃,相对湿度为70% ~ 85%。卵期平均4.52 天;幼虫有3 个龄期,1 龄幼虫平均历期为3.18 天、2 龄平均历期为2.91 天、3 龄幼虫平均历期为6.33 天;预蛹时间平均为9.84 天;蛹期平均5.89 天;从卵到成虫整个历期约为28.15 天。

饲养过程中,受到惊吓的中华金星步甲成虫和幼虫均可喷射出带刺激性气味的白色分泌物,同时也有假死的习性,之后快速奔跑至隐蔽处,这是它们的一种防御机制。成虫和幼虫用蚕蛹、黄粉虫或草地贪夜蛾幼虫喂食,均生长正常,能够完成完整的发育世代,饲喂鳞翅目幼虫和成虫的死亡率最低。

中华金星步甲成虫在寻找麦田东方粘虫捕食


生物防治领域的潜力

中华金星步甲不捕食蟑螂、蟋蟀和蝗虫这类昆虫,却钟爱蛾和蝶类等肥美的昆虫幼虫,对成虫却望而却步,属于专门“欺负小孩”的类群。所以在植桑养蚕的地区,中华金星步甲会大量捕食蚕的幼虫和蛹,给生产带来巨大的经济损失,可谓“亦敌亦友”。有效地控制利用该虫,可“化敌为友”为人类造福。

中华金星步甲属于容易饲养的步甲品种,对于食物接受范围广、繁殖简单,幼虫也非常好养,成虫色泽靓丽、观赏性强。我们相信,科学家会发现中华金星步甲更多的潜力,使其更好地为人类服务。

作者单位:①河南省农业科学院植物保护研究所;

②洛阳市农林科学院


本文为《大自然》杂志2023年第4期原创文章,未经授权不得转载或建立镜像。