动物生物学

白蚁,征服昆虫

在欧洲发现的新的白蚁物种使得可以指定这些昆虫的分类。在物种之间包括更好的差异,我们希望对这种强大的入侵者更有效地进行战斗。

Anne-GenevièveBagnères,MagdalenaKutnik,StéphanieDronnet和Simon Dupont 对于Science N°316
本文保留用于科学用户
白天和夜晚,他们的下颌骨带来了梁或橱柜的木材,并吓坏了,我们有时会发现太晚了。几十年来,他们的殖民地已经逃离了他们的自然环境,森林,侵犯了城市。巴黎,波尔多和马赛特别受影响,增加了十年的“受污染”建筑数量的30%以上:2002年7月,在巴黎,有1,568名Immovables入侵15个自治市镇。今天,在法国,54个部门受到影响 (见图2)。谁是这些“入侵者”?白蚁。为了反对这种入侵 - 并研究这些社会昆虫的习俗和习俗 - ,我们必须先列出不同的物种,其特征尚未完成。由于对形态学,化学介质(信息素)和不同欧洲物种的遗传遗产的研究,我们重组了一些进化的历史,我们发现了一种新的物种。

白蚁是Isoptera秩序的唯一代表,其具有281个类型和约2,600种。欧洲只有两种: kaloterms. (kalotermitidae),干木白蚁,和 重视员 (Rhinotermitidae),地下白蚁。流派的白蚁 kaloterms. 来自地中海的地方,由单个物种代表, kaloterms flavicollis.谁生活在小殖民地并造成伤害很小。这 重视员 是最丰富的白蚁。他们的地下人口有几千个个人,有时延伸超过几十米,地下几英尺。它们在所有形式(木材,纸,纸板)中喂养纤维素,因为他们的消化道中存在的微生物,并重新刺激殖民地。

这些白蚁自然地定植了温带区的森林,在那里他们通过促进死木的降解和回收来发挥碳循环中的至关重要作用。通常,菌落由成人成年人(Imagos)发起,这形成了殖民地的初级育种者的夫妇。他们在所有种姓中生产男性和女性个人:未分化的幼虫变成士兵,工人或若虫 (见图3)。随着时间的推移,殖民地发展。白蚁的生活较长,可能多年。当其中一个育种者或两者都死亡时,它们可以被所谓的中学,名叫的复制品,个人来自若虫或工人所取代,他们已经获得了复制的能力。因此,白蚁的特征在于两种类型的再现:通过蜂拥而至(翼育饲养员的年度飞行)或通过近期的植物学,可以从母殖民地隔离并产生新的殖民地。主要繁殖(通过蜂拥而至)确保遗传酿造,因为不同殖民地的Imagos会面;在二次再现的情况下,个人通常属于同一殖民地。

然而,这些生殖模式都不允许白蚁长途扩散。实际上,翅膀的育种者苍蝇厉害:他们让自己在几十米上携带风。当他们遇到性伴侣时,他们立即失去翅膀,发现了一个新的殖民地。镂空的地下繁殖仅限于几米。因此,白蚁在自然环境中逐渐进展,并且仅存在于南欧的沿海林中。另一方面,法国和欧洲的城市地区的延伸迅速。这是人类活动和木柴和建筑的运输。城市为这些寻找热量,水分和纤维素的这些昆虫提供理想条件:家庭在冬季加热,它们充满了木材,土壤水分是恒定的。白蚁可以全年复制,与冬季活动减少的森林殖民地不同。

可满足的白蚁胃口在房屋中产生了许多损坏:脆弱的框架,木楼梯被摧毁......每年在法国的每年都会对待白蚁治疗12,000到15,000所房屋。已经开发出不同的斗争技术。例如,将“化学屏障”放置在建筑物或待保护的零件周围,也就是说,作为固定或预防,杀虫剂在白蚁的所有入口路线上。另一种方法包括在建筑物的构建中安装浸渍有杀虫剂的物理或物理化学屏障,例如浸渍有杀虫剂的薄膜。最后,通过诱饵陷阱技术,用木材或纤维素绘制白蚁。一旦连接在该陷阱和菌落之间建立了连接,诱导被浸泡的纤维素浸泡在慢毒素,甲壳素的合成抑制剂,这阻止了蜕皮的昆虫并导致他的死亡。随着白蚁交换食物,杀生物剂逐渐传播到来自殖民地的其他人,即长期出来。

然而,这个小敌人仍然难以战斗。技术的有效性不涉及,但白蚁挫败陷阱。虽然形态学相似(不可能将它们与肉眼区分开) (见图5)它们不会以同样的处理方式反应:它们对杀虫剂的敏感性及其行为的敏感性(它们有不同的入侵策略和殖民地结构,它们或多或少是“可疑”等)。因此,重要的是要识别敌人打架,选择最好的合适武器。有时两个物种在十米之遥时共存,但并不同样的方式表现。从这个角度来看,近年来的研究已经预订了几个惊喜。

开始了 XVIII.e 世纪,欧洲物种的表征仍在继续。首先 重视员 已被意大利昆虫学家Rossi描述,1792年,并称为 交叉链接卢迪夫s。它长期以来一直被认为是欧洲唯一存在的物种。 1924年,来自Feytaud确定了第二种物种, Crosslinks Santonenisis. (今天是Centerite de Saintonge)在Charente-Maritime林中。自20世纪80年代以来,随着Jean-LucClément,我们支持了我们对地下白蚁的分类和行为的了解。 2001年,我们终于确定并表现了我们国家的地下白蚁。

我们建立了欧洲六种物种和亚种类的存在 (见图2)。大多数是土着物种,但其中一个或两个似乎已经介绍过。 重视员 grass 是葡萄牙,西班牙和法国西南部。 Banyulensis Crosslinks 住在加泰罗尼亚和朗格多克 - 鲁西龙。 交联荧光杉 殖民地区的所有意大利以及法国南部,并在科西嘉和撒丁岛有一个亚种, Crosslinks Lucifugus Corsicus.,在描述过程中。在巴尔干半岛,有第四种天然物种 Balkanensis Crosslinks.. Crosslinks Santonenisis. 只是在大西洋海岸的一些森林里,但这个物种在城市中最多代表。从遗传角度来看,它接近 重视员 Flavipes.这些物种在美国东海岸蔓延,它从中意外地进口,三个或四个世纪以前。最后,我们刚刚发现了 重温乌尔彻里斯 在意大利北部和法国南部,蹂躏城市地区。根据第一项研究,它似乎接近东方物种。我们继续寻求不同欧洲物种的历史,包括 Crosslinks Santonenisis.重温乌尔彻里斯。系统发育 Grassi Crosslinks. Banyulensis Crosslinks 正在阐明。这些物种根据形态学,化学和分子标准描述。每个人都是信息性的,但这三者的联合使用使得可以制定每种昆虫的安全身份证。

实际上,终端公司中的所有个人都具有作为分类工具的形态学特性。殖民地由90%以上的工人组成,专门用于建造画廊和木材的退化。它们非常容易捕捉和观察他们的自然环境。士兵和性感也有很有趣的功能。然而,不同物种的形态特征是关闭的,并且它们的使用仍然细腻。它们对于区分特别有用 Crosslinks Santonenisis. 其他地下白蚁,例如在他磨损的地区 Grassi Crosslinks.,特别是在法国西南部。

白蚁的化学库

由于形态学研究不是一个相当强大的工具,因此使用了基于分析化学的装置。白蚁使用声信号(它们检测振动)与化学信号通信,并在较小程度上通信。在这些化学信号中,能够区分,相同物种的特征,特征,不同物种之间的化学介质。这些物质是易失性的(当它们用于性识别或标记轨道时)(当他们作为个体的识别时)。性信息素在合作伙伴搜索时由翼育饲养员发出。在露天中释放在露天量,它们是不可能在均匀的昆虫上移除,并且没有借助于精细的设备捕获。尽管存在这种困难,但他们的研究很有用,因为这些化合物有助于物种的分化。

所有白蚁的身体(如所有节肢动物:蝎子,蜘蛛......)被角膜覆盖,这是一种保护它们免受冲击和热量,避免水损失。这种外骨骼主要由几丁质组成,但它还含有长链烃的表面,其数量和组合物根据物种而变化。这些切口烃是联系化学介质,允许白蚁识别自己。 1998年,我们展示了天线立即分析遇到的人的碳氢化合物花束,并将其与个人的比较。从一键的天线中,一名工人放在另一个人的存在中,感知后者是否属于他的殖民地或与他的同一种类。

当白蚁遇到另一个物种的个体时,他变得侵略性。士兵 重视员 在头部前面有一个有毒武器,一个庞大的腺体,称为正面腺或防守,它们在他们感到威胁时使用。它含有有时具有杀虫剂效果的毒素。这些化合物基本上是萜烯,其相对组合物和比例也特异于物种。

工人的皮内烃和士兵的防御物质构成了昆虫的化学特征,是区分物种的优秀工具。通过气相色谱容易地提取和分析这些化合物。同样,化学药剂的分析提供了区分,在同一种类内,属于不同的种姓(士兵,工人等)或不同殖民地的信息;在这些情况下,烃的化学成分在个体之间是相同的(因为它们是相同的物种),但化合物的相对比例变化。

分子系统发育

在过去的十年中,分子生物学的出现已经产生了显着的系统发育进展。由于欧洲白蚁的遗传研究,我们澄清了物种之间的关系。这些研究在蛋白质上连续佩戴,对编码序列脱氧核糖核酸 mitochondrial (l'脱氧核糖核酸 含有线粒体,细胞发电厂),然后对非编码序列进行脱氧核糖核酸 核。在后者中,我们研究了特别是可变地区,名为MicroTaTellites (请参阅第42页的框) 和其他名字 它的 (内部转录的垫片)。通常更温度序列序列通常是可用于系统发育的。然而,对这些编码序列的研究仍有待在我们的白蚁中进行。

脱氧核糖核酸 线粒体具有高突变率,但这些突变最常是沉默的(对细胞呼吸必需的蛋白质序列仍然保留)。序列的可变性脱氧核糖核酸 用于区分物种,甚至关闭,如白蚁的情况。但是,那脱氧核糖核酸 线粒体仅向我们通知我们,只有幼儿园脱氧核糖核酸 母亲的线粒体出现在她的后代。线粒体基因组具有相当均匀的含量:大多数终止物种具有两种基因编码RNA. ribosomal (l'RNA. 核糖体,产生蛋白质的细胞内生物 RNA. 信使),22个基因编码 RNA. 转移和13个基因编码涉及能量产生的蛋白质。基因的顺序通常保持在脊椎动物和昆虫中。白蚁中最多研究的线粒体基因对应于编码细胞色素氧化酶I和II和II的那些 NADH. 脱氢酶I(参与能量生产的酶)和编码 RNA. 核糖体,所谓的12s,16s和18s。谢谢一系列脱氧核糖核酸 线粒体,包含编码的基因片段RNA. 16s,基因编码RNA. 氨基酸亮氨酸的转移和编码的基因片段 NADH. 我,我们建立了流派的一般文学 重视员 在欧洲 (见图4).

仅对分析化学和分子生物学的组合研究允许我们肯定区分白蚁的种类 重视员,形态学非常接近。它们帮助我们调整控制每个物种特征的手段。这些技术允许我们指定白蚁的分类,这仍然有待学习。

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