研究发现真菌感染会降低昆虫的耐热性和耐寒性影响昆虫的行为

当我们生病时，我们人类往往会避免恶劣的条件，而是寻求气候受控的房屋的舒适度。新的研究表明，生病的昆虫也可能对极端温度很敏感，并且可能是病原体本身驱动了它们的行为。

一个国际研究小组发现，与健康个体相比，真菌感染会使蚜虫及其甲虫捕食者(常见的瓢虫)的耐热性降低40华氏度以上。因此，受感染的昆虫不太可能进入太热或太冷的区域，随着气候变化，这种行为变化可能会对捕食者-猎物的相互作用产生影响。该研究结果今天发表在《科学报告》杂志上。

“气候变化对昆虫的影响知之甚少，”宾夕法尼亚州立大学昆虫学教授EdwardRajotte说。“我们的研究表明病原体会影响昆虫对极端温度的耐受性，这表明我们不能期望通过单独研究昆虫物种来了解生物体如何对环境变化做出反应;我们还需要考虑它们的病原体。”

为了进行他们的研究，研究人员在蚕豆(ViciafabaL.)植物上饲养了蚜虫(Acyrtociphonpisum)和瓢虫(Hippodamiaconvergens)。接下来，他们将少量和大量的真菌(白僵菌菌株)的孢子喷洒到一半的蚜虫和甲虫上。另一半保持作为对照。接种两天后，科学家们从实验地块中收集了感染真菌和未感染真菌的成年蚜虫，并测量了生理参数，包括临界温度最大和最小，自愿暴露于极端温度和在每种条件下的能量成本。该团队随后将300只成年甲虫与蚜虫一起放入笼子中，让甲虫以蚜虫为食2-3天，在此期间它们也感染了真菌，然后收集了甲虫进行生理测量。

为了测量昆虫的耐热极限，该团队将个体转移到电炉上，以每分钟32华氏度的速度升高温度，并记录它们颠倒并且无法再回到直立位置的点五秒内。该团队进行了相同的程序来检查昆虫的耐寒性，不同之处在于他们将昆虫放入绝缘孵化器中，而不是放在电炉上，然后以每分钟32华氏度的速度降低温度。为了检查真菌感染和温度是否会改变蚜虫和甲虫的寿命，研究人员计算了昆虫在暴露于极端温度后存活的天数。

“我们发现被真菌感染的蚜虫和甲虫的耐热性分别降低了44华氏度和40华氏度，而仅甲虫的耐寒性降低了，”宾夕法尼亚州立大学昆虫学博士后学者MitzyPorras说。.“此外，当它们暴露在温暖和寒冷的极端温度下时，受感染的蚜虫和甲虫的存活率显着降低。”

接下来，研究人员通过将昆虫从蚕豆植物转移到试验场，研究了真菌感染如何影响蚜虫和甲虫的行为，试验场为昆虫提供了在极端温度条件下自由移动以获取位于两端的容器中的食物的空间的设备。他们对每个物种和处理条件[蚜虫：健康，感染(低和高真菌孢子负载);捕食者甲虫：健康，受感染(低和高真菌孢子负载)]。

研究小组发现，几乎50%感染低真菌负载的蚜虫选择不穿越极端温度区，而感染高真菌负载的蚜虫中有70%没有穿越极端温度区。甲虫的百分比相似。

“这些发现表明，真菌可能以有利于真菌毒力的方式操纵昆虫宿主的生理和行为，因为真菌的热阈值比任何一种昆虫宿主的热阈值都要窄，”拉约特说。“据我们所知，这是第一次观察到感染会以减少暴露于高温的方式改变捕食者和猎物的行为反应，”波拉斯说。

Porras指出，对热应激的反应可能因物种而异，某些病原体可能会影响某些昆虫物种的行为，例如进入极端温度区。

“这反过来可能会改变捕食者-猎物的相互作用、食物网结构和物种分布，”她说。“我们的发现为与昆虫物种和生态系统管理相关的各种潜在研究途径打开了大门。”

奥尔胡斯大学教授JesperSørensen补充说：“我们了解到病原体和宿主之间的关系比我们曾经想象的要复杂得多。这项研究侧重于一个特定的案例，但对我们看待这些相互作用的方式具有广泛的影响。现在可以被视为生态学的另一个重要维度。”

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