第28卷第3期 农业科学研究 2007年9月 V0I.28 No.3 Journal of Agricultural Sciences Sep.2007 文章编号:1673-0747(2007)03—0063—05 中国蚂蚁资源研究进展 张志高 ,张大治 ,安玉英 ,李洪静 (1.宁夏西吉县农牧局,宁夏西吉 756200; 2.宁夏大学生命科学学院,宁夏银川 750021) 摘 要:蚂蚁是地球上分布最广、种类和数量最多的社会性昆虫,也是一类食用和药用资源昆虫.从分类研究文献、 区系分布调查、生物学特征、生态学、细胞分子生物学、食用和药用价值以及蚂蚁资源的开发利用与保护等方面论 述中国蚂蚁的研究进展. 关键词:膜翅目;蚁科;分类;资源昆虫 中图分类号:Q969.97 文献标志码:A 蚂蚁是膜翅目(Hymenoptera)细腰亚目(Apocrita) Wheeler教授,早在1921年他连续发表了3篇文章 蚁总科(Formicoidea)蚁科(Formicidae)昆虫的总 报道我国的蚂蚁,1930年在《北京自然历史公报》上 称,是地球上分布最广泛、种类和数量最多的社会性 发表了“中国已知蚂蚁名录”,记载了我国蚂蚁7亚 昆虫,与人类有着非常密切的关系,也是现代昆虫区 科58属138种54亚种53变种,合245型l4 .1941 系中的优势类群,在陆地各种环境条件下都有它们 年,Wu C.F._5 在Wheeler名录的基础上,在《中国 的分布.蚂蚁种类繁多,全世界已描述的现存种类共 昆虫名录·第6卷·蚁科》中记载了我国蚂蚁7亚 16亚科296属9 538种(未含种下名称),且每年还 科58属184种56变种,合296型,这是新中国建国 有不少的新种被发现和发表.估计该科的种类在全 以前国内最系统的蚂蚁种类总结性文献.1982年, 世界达15 000种以上l_1],中国约有2 000种_2].蚂蚁 唐觉在《西藏昆虫》中,记载了2种蚂蚁,其中包括1 不仅在分解有机物、改良土壤、提高土壤肥力、传播 新种,这是国人首次为国内蚂蚁命名[33.《中国经济 植物种子、帮助植物授粉、捕食害虫、保护农林作物、 昆虫志·膜翅目·蚁科(一)》l_2]的出版标志着我国 清除废物、维持生态平衡等方面发挥着重要作用,而 的蚂蚁分类研究已取得了可喜成绩.《中国蚂蚁》[6 且绝大多数种类可作为食用和药用资源昆虫而开发 是目前国内蚂蚁研究较系统而全面的著作. 和利用,具有重要的经济价值.本文概述了近年来国 自20世纪9O年代以来,陆续有很多关于蚂蚁 内有关蚂蚁资源的研究进展,旨在为深入开展这类 分类研究的文章发表,标志着我国对蚂蚁的分类研 资源昆虫的研究和利用提供基本资料. 究迈上了一个新的台阶. 1 分类研究文献专著 2 区系分布方面的研究 在西方发达国家,蚁科分类研究已持续了2个 蚂蚁区系分布方面的研究工作自20世纪9O年 多世纪.但在我国,蚁科分类研究晚了1个多世纪, 代后期逐步开展,对西北荒漠半荒漠干旱地区的研 而且由于投入研究的人力和物力有限,研究的手段 究相对较多.长有德等_7]、铁茹等Ⅲ8 对整个西北地区 和方法不够先进,与世界水平还有相当大的距离.最 的蚂蚁区系以及蚂蚁资源的现状进行了研究,具体 早对中国蚁科进行系统分类研究的学者是Smith 到一些省区有新疆l_9 、陕西_l卜 ]、宁夏 等.云 F.,他在1858年发表了采自我国香港的2种多刺 南省不同地区的蚂蚁区系分类研究近些年也比较 蚁,以后一些著名的蚁类学家先后报道了我国部分 多_1 .另外,东北地区[ _。 、四JII[21 7]、湖 地区的蚂蚁 J.对我国蚂蚁报道最多的是美国的 南_2 、湖北_2 ]、河南[。 。 都有这方面的研究.这 收稿日期:2007—03—27 作者简介:张志高(1970一),男,宁夏西吉人,农艺师,主要从事植物保护研究. 通信作者:张大治(1970一),男,副教授,主要从事动物系统学研究,Email zdz313@nxu.edu.cn 维普资讯 http://www.cqvip.com 64 农业科学研究 第28卷 些研究工作标志着我国蚂蚁资源的分布和资源状况 已被越来越多的学者所关注,并已逐步向纵深发展. 种随之递减.随后,又研究了太白山不同生境蚂蚁的 物种多样性,结果表明,随着太白山海拔高度及森林 3生物学特性及生态学研究 我国对蚂蚁的研究工作虽然起步较晚,但是发 展比较迅速.蚁类学工作者在进行常规分类研究的 同时,也在积极地探讨蚂蚁生物学、生态学、行为学 植被组成的变化,不同林带分布的蚁种组成有较大的 差异l_3川.梅象信等_s阳采用样地调查法,研究了昆明西 山森林公园东坡5个垂直带和5个水平带22块样地 旱季的蚂蚁群落与物种多样性,结果显示无论垂直带 或水平带上,蚂蚁群落之间的差异显著.位于热带北 等方面的机理. 冯怀亮等口力对蚂蚁的触角感受器和复眼进行 了扫描电镜观察,发现触角上有6种感受器,复眼由 多个小眼组成,并对它们的结构和功能进行了讨论. 泮淑梅等 明应用常规电镜技术,对日本弓背蚁 (Camponotus japonicus)中脑前端超微结构进行了 观察,结果发现其中脑前端存在圆形局部神经元和 长椭圆形局部神经元2种细胞,中脑前端髓质中包 含大量神经柬.贺丽清等 运用Mallory染色方 法,对拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina)脑部形态结 构进行了显微观察,结果表明:拟黑多刺蚁脑由前、 中、后脑3部分组成,前脑中具有较大的蕈形体,具 有比较发达的学习和记忆能力;中脑中具有较大的 嗅觉神经纤维球,具有发育良好的嗅觉系统,和其他 膜翅目昆虫相比,拟黑多刺蚁前脑中的视叶较小. 生物学特性和行为生态学等方面的研究自20 世纪90年代后期成为蚂蚁研究的热点之一.许多学 者对双齿多刺蚁、小家蚁、大黑蚁、印度大头蚁的群 体结构、生活史、取食习性、营巢习性等生物学特性 及繁殖利用途径进行了研究 .亲系识别在社会昆 虫活动中具有重要作用,为当前社会昆虫学研究中 的五大热点之一.谭声江等 弛 研究了蚂蚁的亲系 识别能力,指出许多种类表现出社群封闭性,即社群 内相互合作和利它,而社群间表现出相互排斥,甚至 强烈的进攻性.刘志斌等 3]对蚂蚁的同巢识别与亲 缘识别行为及机理进行概述,指出蚂蚁的识别行为 及其机理是多样的,其生物学功能亦随被识别的对 象不同而异,如:为了确保社会群体的安全,蚂蚁必 须准确识别“敌”、“我”和“朋友”.为了使得社会群体 内部井然有序,蚂蚁还须分清群体内的各类“伙伴”, 如蚁后、王储、卵、幼虫等等,以便区别对待.作为社 会性昆虫,在信息交流方面,尚玉昌 ̄34--35]认为蚂蚁 具有多种通信方式,除了化学通信外,还具有视觉通 信、听觉通信和触觉通信. 贺虹等口 对太白山蚂蚁种群及生态分布进行了 调查研究,结果表明:各植被带所分布的蚁种与植被 组成的丰富程度成正相关,与海拔高度成负相关,即 海拔越高,植被种类减少,组成趋于简单,所分布的蚁 缘的我国西双版纳热带雨林地区地貌复杂、小气候多 样化,是我国蚂蚁区系最丰富的地区之一.徐正会 等[3 对云南西双版纳、高黎贡山自然保护区蚂蚁 群落结构及其物种多样性做了较为详尽的研究.杨效 东等 朝认为,西双版纳热带雨林地区的蚂蚁在不同 生境群落组成差异较大,优势种变化明显,片断化雨 林面积、植被结构、隔离程度及状况和人为干扰强度 是影响蚂蚁类群结构和多样性的重要因素. 西北荒漠地区的蚂蚁生态学方面,近些年研究 的比较多,特别是在行为生态学方面.如李秋霞 等 ]对蚂蚁的人工采集、饲养和行为观察等方面 的研究方法进行综述.贺达汉等 对蚂蚁的行为生 态学从筑巢行为、觅食行为和育幼行为等方面进行 综述.长有德等 匏 对宁夏荒漠草原优势蚁类的穴 巢结构、活动节律、食性、产卵、穴巢位置选择、栖境 与环境的关系、贮食等行为生态学特性进行研究.辛 明等 引、贺达汉等 ]对宁夏荒漠草原针毛收获蚁 (Messor aciculatus)对种子的觅食作用研究结果显 示,蚂蚁对种子的收集贮藏在一定程度上可影响种 子的萌发力,特别是对一些1年生、质量较轻的种 子影响力较大. 4细胞分子生物学方面的研究 4.1染色体方面 蚂蚁染色体的研究早在19世纪末就有报道,20 世纪60年代得以发展.彩万志 ]报道了我国曾有 51种蚂蚁的染色体,但这些工作都为外国学者所研 究.杨维权l5 报道了蚂蚁的染色体制备方法及一 种蚂蚁的染色体核型(2n一44),从而结束了我国无 人研究本国蚂蚁染色体的历史.杨秀芝_5 报道了 黑龙江7种蚂蚁的染色体,结果显示2n最小的是 24,最大的达到6O.随后王鑫 叫研究了赤蚁(For— mica rufibarbis)的染色体核型,结果表明其染色体 组型为2n:54.卢玉飞等 对采自桂林市郊的4种 蚂蚁进行了核型分析,结果表明2 从18到34不 等,染色体组型有sm和In型2种. 4.2分子生物学方面 我国在蚂蚁分子生物学方面的研究较晚,而且 维普资讯 http://www.cqvip.com
第3期 张志高等:中国蚂蚁资源研究进展 相对其他昆虫来说也比较滞后.徐畅等 。 对9种蚂 蚁的酯酶同工酶进行了比较研究,得出结论:不同亚 科和同一亚科中不同属的酯酶同工酶谱差异明显, 而同种的酯酶同工酶各带位置、相对活性完全相同, 利用同工酶技术进行蚂蚁分类是可行的.黄建华 等 概述了蚂蚁的昆虫分子系统学的研究进展,包 括已测序的分类单元和序列片段,蚁科昆虫与其他 远缘生物之问互利共生现象的比较研究,与蚁科昆 虫相关的分子系统学研究方法进展,并介绍用于分 子系统学研究的昆虫标本的保存方法.马丽滨等 针对不同体型的蚂蚁,提出了一套实用的总DNA 提取方法.邓素芳 应用WSP基因通用引物,通过 PCR方法对日本弓背蚁和棒刺大头蚁(Pheidole spathifera Fore1)体内的Wolbachia进行检测,结 果发现在部分蚂蚁个体中可以扩增出特异性目的片 段,表明蚂蚁体中具有沃尔巴克氏体. 5食用和药用研究 蚂蚁的食用和药用研究均源于我国,最早记载 蚂蚁食疗的文献为《周礼·天官》和《礼记·内则》. 汉代就有治疗筋骨软弱的金刚丸,系用蚂蚁磨粉炼 蜜丸制成.明代李时珍的《本草纲目》对蚂蚁也有详 细论述.近年来,有关蚂蚁的药用价值和食用方面的 研究文献很多.国内有关研究单位分析了主要食用、 药用蚂蚁的营养成分,表明蚂蚁蛋白质质量分数为 42 ~67 ,其中蛋白质水解氨基酸种类达18种, 人体的8种必需氨基酸都具备;含有丰富的维生素 B , ,B C,E和20多种微量元素,尤其是必需 微量元素Fe,Mn,Zn等含量非常丰富,每1 kg干蚂 蚁含锌120~130 mg,高于大豆、猪肝.此外还检出 多种特殊生物活性物质,如草体蚁醛、睾酮、白细胞 介素、超氧化物歧化酶(S()D)等.所以,蚂蚁是一种 优良的食用、药用昆虫资源 。 . 6 研究展望 在当前世界人口剧增、耕地面积急剧减少、粮食 和蛋白质资源不足的情况下,寻找和开发利用野生 生物资源势在必行.尤其是在发展中国家,食物结构 为高谷类膳食,动物性食物所占比例较小,需要大幅 度增加.地球上约8O%的动物是昆虫,而蚂蚁在昆 虫中的种类和数量又是首屈一指的,加上其食用、药 用价值极高,因而蚂蚁资源的开发利用具有极大的 潜力和广阔的前景. 根据世界蚂蚁资源的开发趋势,结合我国蚂蚁 资源现状,为避免无限制的采集对资源造成破坏及 引起的生态问题,在今后蚂蚁开发利用工作中应加 强蚂蚁的基础研究.以保护生态平衡,实现资源的可 持续利用为前提,开展蚂蚁资源普查,推广人工养殖 蚂蚁,使蚂蚁产品的深度开发系列化.可以预见,在 蚂蚁资源开发利用途径不断拓展的同时,蚂蚁系列 产品将同肉、蛋、奶等普通食品一样,走向人类未来 生活的各个领域. 另外,蚂蚁作为环境指示生物物种,深入开展该 类群的生态指示作用。对于保护生物多样性、进行生 态环境建设也具有重要的意义. 参考文献: [1] 周善义,蒋国芳.蚁科(膜翅目)分类研究进展I一世 界蚁科分类研究进展EJ].广西师范大学学报:自然科 学版,1 997,1 5(3):86—90. 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