日行性朱红毛斑蛾和夜行性斜纹夜蛾成虫复眼结构及其对光暗条件反应的比较研究

【目的】本研究旨在比较日行性朱红毛斑蛾Phauda flammans与夜行性斜纹夜蛾Spodoptera litura复眼的外部形态和内部显微结构及自然光照和全黑暗条件下小眼结构和色素颗粒变化的异同,为进一步探索日行性和夜行性蛾类基于视觉的生存和繁殖机制奠定基础。【方法】采用扫描电子显微镜观察朱红毛斑蛾与斜纹夜蛾成虫复眼外部形态并测定其成虫复眼小眼数量与复眼长度等参数,运用石蜡切片技术观察其成虫复眼内部组织结构,通过超景深显微系统观察其成虫复眼在自然光照和全黑暗环境中的光暗适应状态。【结果】斜纹夜蛾成虫的复眼长度[(1.67±0.05)mm]和宽度[1.57±0.02)mm]及小眼数量(8816.38±25.56)均显著大于朱红毛斑蛾成虫的复眼长度[(0.74±0.11)mm]和宽度[(0.66±0.01)mm]及小眼数量(820.55±23.69)。自然光照和全黑暗条件下,斜纹夜蛾成虫复眼发生了明显的明暗适应状态的转变,而朱红毛斑蛾成虫的复眼无明显变化。自然光照条件下,朱红毛斑蛾小眼中的色素颗粒均匀分布于感杆束和晶锥两侧,斜纹夜蛾的则分布在晶锥和透明带之间;全黑暗条件下,两者的视小网膜细胞内色素颗粒均向小眼远端移动,晶锥两侧的色素颗粒增多。与自然光照下相比,全黑暗条件下朱红毛斑蛾的晶锥长度、感杆束长度和视小网膜细胞核长均显著减小,视小网膜细胞核至基膜距离显著增大;斜纹夜蛾的感杆束宽度显著增大,其他小眼结构则无显著变化。自然光照条件下,朱红毛斑蛾的小眼长度、晶锥长度和视小网膜细胞核至基膜距离显著小于斜纹夜蛾的,角膜厚度、感杆束长度、视小网膜细胞核长与宽均显著大于斜纹夜蛾的;全黑暗条件下,朱红毛斑蛾的小眼长度、晶锥长度和视小网膜细胞核至基膜距离亦显著小于斜纹夜蛾的,角膜厚度、晶锥宽度、感杆束长度、视小网膜细胞核长与宽均显著大于斜纹夜蛾的。【结论】朱红毛斑蛾成虫复眼为并列像眼,斜纹夜蛾成虫复眼为重叠像眼。不同光暗条件下,朱红毛斑蛾和斜纹夜蛾小眼的色素颗粒移动方向相同,但复眼适应状态、小眼内部的晶锥和感杆束结构变化存在差异,可能与其不同的感光机制有关。