洪淑彬臺灣大學：昆蟲學研究所林俊耀Lin, Jiunn-YawJiunn-YawLin2007-11-262018-06-292007-11-262018-06-292004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55039綠豆象及四紋豆象之產卵行為及其種間競爭 林俊耀 中文摘要 綠豆象 (Callosobruchus chinensis (L.)) 與四紋豆象 (C. maculatus (F.)) 皆屬於內食性昆蟲，且其寄主範圍相似。但前者發育期短，體形小；後者則是發育期長而體形較大，兩者在生活史上顯然有許多差異，其面臨不同環境之生活史策略亦可能不同。而往昔研究指出，種間競爭結果顯示綠豆象常被四紋豆象取代，本文旨在深入探討影響其種間競爭結果之機制。試驗首先探討兩種豆象單獨存在時，面臨食物資源充足及食物資源不足之寄主隔離情況下，其繁殖與存活之情形。結果發現，食物資源充足時，綠豆象之內在增殖率較四紋豆象為高，顯示綠豆象之族群增長較快。以不同隔離寄主時間處理兩種豆象時，顯示綠豆象在隔離寄主時間達8日時已無法有效調節能量的運用。此外，由權衡關係結果，亦可知綠豆象減少產卵僅能延長相對較少的壽命，因此隔離寄主對綠豆象的存活與繁殖影響顯著較大。當共存之兩種豆象面臨寄主缺乏情況時，四紋豆象在競爭上應較為有利。 本試驗亦在提供紅豆或綠豆為寄主條件下，以不同豆象雌蟲密度、比例條件探討兩種豆象種間之競爭作用，包含雌蟲產卵競爭 (如產卵數與產卵分布等) 及雌蟲對卵孵化之作用等，並以此架構種間競爭模式進行子代預測。最後，藉由兩種豆象實際種間競爭結果與預測值加以比較，以檢測種間競爭模式預測結果之可靠性，進而瞭解綠豆象與四紋豆象種間產卵競爭的效應及各蟲期競爭作用對族群增長之影響。結果顯示高密度雌蟲對四紋豆象產卵數之影響較綠豆象為小，且綠豆象產卵數較四紋豆象為少，四紋豆象之產卵競爭優勢應是其取代綠豆象的原因之一。結果亦顯示產卵競爭中綠豆象受種間競爭作用影響較大；四紋豆象則受種內影響較大。種間競爭模式預測之結果，四紋豆象之預測存活子代數仍較綠豆象為高，而實際競爭一世代後，四紋豆象之子代數亦顯著較綠豆象為多。此結果與種間競爭模式之預測結果相近，惟目前模式尚無法進行多世代之預測。由試驗之結果推論兩種豆象之種間競爭，四紋豆象經一世代後之子代數較綠豆象為多，且綠豆象羽化子代性比明顯偏向雄性，這些因子的作用是導致四紋豆象在兩種豆象種間競爭中佔優勢的原因。 本研究亦以不同密度之同種及不同種處女雌蟲及雄蟲處理來探討其對豆象雌蟲產卵之作用，以釐清雌、雄蟲干擾在競爭中扮演之角色。結果發現綠豆象與四紋豆象之雄蟲與處女雌蟲之干擾，可造成種內及種間雌蟲之產卵數及卵孵化率顯著降低，且於紅豆與綠豆兩種寄主上趨勢相似。對產卵數及卵孵化率之影響，在同種及不同種雌蟲或雄蟲間，其作用力並不相同，亦即可利用雌蟲產卵數與孵化幼蟲數評估與比較種內與種間豆象雄蟲或處女雌蟲之干擾作用，並可視為種間競爭之重要因子。在紅豆上，同種和不同種雄蟲之求偶及交尾干擾作用對壽命的影響相近，故似不影響種間競爭結果；但在綠豆上則是四紋豆象雄蟲之干擾作用對兩種雌蟲壽命的影響較重要。因此，在綠豆上雄蟲之干擾作用對種間競爭之影響較為重要。Oviposition Behavior and Its Impact on Interspecific Competition in Callosobruchus chinensis (L.) and C. maculatus (F.) Jiunn-Yaw Lin ABSTRACT The bean weevils of Callosobruchus chinensis and C. maculatus frequently infested seeds in the same stored house simultaneously. The interspecific competition between the two bean weevils in various competitive situations was studied. Firstly, the effects of host resources of azuki bean and mung bean upon their fecundity and longevity were examined. The results showed that the intrinsic rates of increase of C. chinensis on azuki bean and mung bean were greater than that of C. maculatus. After depriving hosts for 2, 4 or 8 days, females would reduce their fecundity and channel the energy to sustain their lives. However, the effect of deprivation on fecundity decrease of C. chinensis was more significantly than that of C. maculatus. Secondly, Competitions between the two bean weevils under various initial densities with the same ratio or various ratios under the same density of the two competitive species were examined. Thus, I may clarify the effect of inter- and intra-specific competition between the two beetles based on the fecundity and the offspring predicted by competitive model I proposed. Based on the fecundity and the predicted offspring in various initial densities, competitions at different stages of the life history of the two species were also evaluated to show the impact of oviposition competition in the two species. It is shown that the fecundities of C. maculatus are higher than that of C. chinensis in most of the various situations. The impact of intraspecific competition on oviposition is greater for C. maculatus than for C. chinensis. Thus, interspecific competition influences C. chinensis more significantly. The predicted number of offspring of C. maculatus calculated by the competitive models are also more than that of C. chinensis. The offspring left by C. maculatus from competition experiment are also more than that of C. chinensis and showed a concordance with the predictions of the competitive models. The sex ratio of offspring of C. chinensis was biased to male, whereas it is approximately 1:1 for C. maculatus. There for evidence supports the superiority of C. maculatus over the C. chinensis in the competition. Finally, the effects of conspecific and interspecific interference of male and virgin female on the fecundity and longevity of two bean weevils were studied. It was found that the fecundity and larvae hatched of these two species decreased with increasing conspecific or interspecific male and virgin female density. Impacts of intraspecific and interspecific interference of male and virgin female on fecundity or egg hatchability of the two bean weevils are significantly different. Therefore, these effects can be crucial factors to the competition of the two bean weevils.目錄 英文摘要 …………………………………………………………………………… Ⅰ 中文摘要 …………………………………………………………………………… Ⅲ 目錄 …………………………………………………………………………… Ⅴ 表次 …………………………………………………………………………… Ⅸ 圖次 …………………………………………………………………………… Ⅹ 往昔研究 …………………………………………………………………………… 1 第一章 寄主資源對綠豆象及四紋豆象繁殖及存活之影響…………………… 4 壹 前言……………………………………………………………………… 4 貳 材料與方法……………………………………………………………… 6 一、供試蟲源…………………………………………………………… 6 二、試驗前處理………………………………………………………… 6 三、綠豆象與四紋豆象於紅豆及綠豆之生命表……………………… 7 四、隔離寄主對綠豆象及四紋豆象繁殖及存活之影響……………… 7 五 資料分析…………………………………………………………… 8 參 結果……………………………………………………………………… 9 一、綠豆象與四紋豆象於紅豆及綠豆之生命表……………………… 9 (一) 綠豆象與四紋豆象之發育及繁殖…………………………… 9 (二) 綠豆象與四紋豆象之族群介量……………………………… 9 二、隔離寄主對綠豆象及四紋豆象繁殖及存活之影響……………… 10 (一) 隔離寄主時間對豆象雌蟲繁殖之影響……………………… 10 (二) 隔離寄主時間對豆象雌蟲壽命之影響……………………… 12 (三) 隔離寄主時間對兩種豆象生活史策略之影響……………… 13 肆 討論……………………………………………………………………… 14 一、綠豆象與四紋豆象於紅豆及綠豆之生命表……………………… 14 二、隔離寄主對綠豆象及四紋豆象繁殖及存活之影響試驗………… 16 第二章 豆象種間競爭之模式分析……………………………………………… 31 壹 前言……………………………………………………………………… 31 貳 材料與方法……………………………………………………………… 33 一、豆象雌蟲種間產卵競爭效應試驗………………………………… 33 (一) 雌蟲日齡、寄主種類及隔離寄主對綠豆象及四紋豆象卵大小之影響試驗………………………………………………… 33 (二) 綠豆象及四紋豆象雌蟲密度、比例及寄主種類對其繁殖之影響試驗……………………………………………………… 33 1. 綠豆象及四紋豆象雌蟲密度及寄主種類對繁殖之影響試驗………………………………………………………… 33 2. 綠豆象及四紋豆象雌蟲比例及寄主種類對其繁殖之影響試驗……………………………………………………… 33 二、綠豆象與四紋豆象於不同寄主之種間競爭試驗…………………… 34 (一) 不同密度綠豆象及四紋豆象雌蟲於不同寄主之競爭試驗……………………………………………………………… 34 (二) 不同比例綠豆象及四紋豆象雌蟲於不同寄主競爭之試驗……………………………………………………………… 34 (三) 種間競爭模式分析…………………………………………… 35 參 結果……………………………………………………………………… 38 一、豆象雌蟲種間產卵競爭效應……………………………………… 38 (一) 寄主種類與雌蟲日齡對綠豆象及四紋豆象卵大小之影響… 38 1. 於紅豆上日齡效應對綠豆象及四紋豆象卵大小之影響… 38 2. 於綠豆上日齡效應對綠豆象及四紋豆象卵大小之影響… 38 (二) 隔離寄主對綠豆象與四紋豆象卵大小之影響……………… 39 (三) 綠豆象及四紋豆象雌蟲密度效應及寄主效應對其繁殖之影響……………………………………………………………… 40 1. 於紅豆中不同雌蟲密度對綠豆象及四紋豆象繁殖之影響 40 2. 於綠豆中不同雌蟲密度對綠豆象及四紋豆象繁殖之影響 41 (四) 綠豆象及四紋豆象雌蟲比例效應及寄主效應對其繁殖之影響……………………………………………………………… 41 1. 於紅豆中不同雌蟲比例對綠豆象及四紋豆象繁殖之影響………………………………………………………… 42 2. 於綠豆中不同雌蟲比例對綠豆象及四紋豆象繁殖之影響………………………………………………………… 43 二、綠豆象與四紋豆象於不同寄主之種間競爭試驗………………… 43 (一) 不同起始密度綠豆象及四紋豆象雌蟲於不同寄主上競爭之子代存活…………………………………………………… 44 1. 不同起始密度綠豆象及四紋豆象雌蟲於紅豆上競爭之子代存活………………………………………………… 44 2. 不同起始密度綠豆象及四紋豆象雌蟲於綠豆上競爭之子代存活………………………………………………… 44 (二) 不同起始比例綠豆象及四紋豆象雌蟲於不同寄主上競爭之子代存活…………………………………………………… 45 1. 不同起始比例綠豆象及四紋豆象雌蟲於紅豆上競爭之子代存活………………………………………………… 45 2. 不同起始比例綠豆象及四紋豆象雌蟲於綠豆上競爭之子代存活………………………………………………… 46 (三) 種間競爭模式………………………………………………… 47 肆 討論……………………………………………………………………… 49 一、豆象雌蟲種間產卵競爭效應……………………………………… 49 (一) 雌蟲日齡及寄主種類對綠豆象及四紋豆象卵大小之影響… 49 (二) 綠豆象及四紋豆象之產卵競爭……………………………… 50 二、綠豆象與四紋豆象於不同寄主之種間競爭試驗………………… 53 第三章 綠豆象及四紋豆象雌蟲受同種或不同種處女成蟲干擾對其繁殖與存活之影響………………………………………………………………… 84 壹 前言……………………………………………………………………… 84 貳 材料與方法……………………………………………………………… 87 一、兩種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾試驗…………… 87 (一) 不同密度之同種及不同種雄蟲對綠豆象雌蟲之干擾試驗……………………………………………………………… 87 (二) 不同密度之同種及不同種雄蟲對四紋豆象雌蟲之干擾試驗……………………………………………………………… 87 二、同種與不同種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之求偶行為觀察試驗……………………………………………………………… 88 三、兩種豆象處女雌蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾試驗……… 88 (一) 不同密度之同種及不同種處女雌蟲對綠豆象雌蟲之干擾試驗……………………………………………………………… 88 (二) 不同密度之同種及不同種處女雌蟲對四紋豆象雌蟲之干擾試驗…………………………………………………………… 88 參 結果……………………………………………………………………… 90 一、兩種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾作用…………… 90 (一) 兩種豆象雄蟲於紅豆上對綠豆象雌蟲之干擾作用………… 90 (二) 兩種豆象雄蟲於紅豆上對四紋豆象雌蟲之干擾作用……… 91 (三) 兩種豆象雄蟲於綠豆上對綠豆象雌蟲之干擾作用………… 91 (四) 兩種豆象雄蟲於綠豆上對四紋豆象雌蟲之干擾作用……… 92 二、同種與不同種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之求偶行為觀察…………………………………………………………………… 93 三、兩種豆象處女雌蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾作用……… 94 (一) 兩種豆象處女雌蟲於紅豆上對綠豆象雌蟲之干擾作用…… 94 (二) 兩種豆象處女雌蟲於紅豆上對四紋豆象雌蟲之干擾作用… 95 (三) 兩種豆象處女雌蟲於綠豆上對綠豆象雌蟲之干擾作用…… 95 (四) 兩種豆象處女雌蟲於綠豆上對四紋豆象雌蟲之干擾作用… 96 肆 討論……………………………………………………………………… 98 一、兩種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾作用…………… 98 二、同種與不同種豆象雄蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之求偶行為觀察…………………………………………………………………… 100 三、兩種豆象處女雌蟲對綠豆象及四紋豆象雌蟲之干擾作用……… 102 結論 …………………………………………………………………………… 132 引用文獻 …………………………………………………………………………… 135 誌謝 …………………………………………………………………………… 145697850 bytesapplication/pdfen-US種間競爭四紋豆象產卵行為綠豆象oviposition behaviorCallosobruchus chinensisinterspecific competitionC. maculatusthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/55039/1/ntu-93-D86624103-1.pdf