新疆荒漠再次發現畸形擬步甲二例

王 巖，張富春，馬 紀

(新疆大學生命科學與技術學院，新疆生物資源基因工程重點實驗室，烏魯木齊 830046)

從低等的無脊椎動物到高等的脊椎動物，畸形現象偶有發生，報道較多的是白化現象 (洪體玉等，2009)，對于其他畸形的報道相對較少。杜春華等 (1998)報導在新疆昌吉五家渠 (古爾班通古特沙漠南緣地帶)發現2例畸形甲蟲:尖翅絨毛金龜Glaphyrus oxypterus Pallas和戈壁琵琶甲Blaps kashgarensis gobinisis Frivaldszky。2009年9月28日，筆者在上述同一地點進行野外考察時，發現了第三例畸形甲蟲——光滑鱉甲Anatolica polita Kaszab。2011年4月3日，筆者又在新疆大學校本部逸夫樓門前荒地上發現了一例畸形的中華齒刺甲Oodescelis chinensis Kaszab。本文將對此兩例畸形甲蟲進行報道。

光滑鱉甲隸屬于鞘翅目Coleoptera、擬步甲科Tenebrionidae、漠甲亞科 Pimeliinae、鱉甲族 Tentyriini(任國棟和巴義彬，2010)，為中央亞細亞種，分布于新疆準噶爾盆地、塔里木盆地、東疆諸盆地和內蒙古、甘肅等地 (黃人鑫等，2005)，為地面活動性荒漠擬步甲科昆蟲。目前對于光滑鱉甲的研究資料主要有成蟲的荒漠適應性、跗節結構特征與運動及基質的關系和區系組成 (黃人鑫等，2005)，生物學形態特征 (候鳳，2008)等。筆者在野外采集中，觀察到畸形個體一例，該個體為雌性，左觸角畸形，其他部位無異常，這是第三次在該地發現畸形鞘翅目昆蟲，實屬罕見。

中華齒刺甲隸屬于鞘翅目、擬步甲科、刺甲族Platyscelidini，為中國特有種，僅分布于我國新疆 (任國棟和于有志，1999)，也為地面活動性荒漠擬步甲科昆蟲。目前對于該昆蟲的研究主要為形態描述 (任國棟和于有志，1999)、系統學 (孟磊，2005)和防御腺形態分類與進化 (劉春林，2010)等。此次發現的畸形中華齒刺甲為幼蟲，胸部左側少體節和足各一個，此次發現在國內外尚屬首次。

作為動物畸形案例，為揭示昆蟲畸形的自然現象，特作此報道，并提供了光鏡等形態相片，以供參考。

1 材料與方法

1.1 試蟲來源

光滑鱉甲觸角畸形成蟲，采自新疆昌吉五家渠，古爾班通古特沙漠邊緣地帶北沙窩，梭梭Halosylon spp. 樹下 (N44°29'，E87°30'，412 m);中華齒刺甲采自新疆大學逸夫樓門口荒地(N43°45'，E87°36'，925 m)。

1.2 飼養方法

野外采集的成蟲室內飼養于塑料容器 (40 cm×24 cm×12 cm)內，底部鋪5 cm干沙，置于室溫、30±10%RH、自然光周期條件下，提供新鮮卷心菜和人工飼料。

1.3 光鏡觀察和測量方法

將昆蟲置于冰面上約5 min進行冷麻醉，轉移昆蟲至玻璃載玻片上，取水平位置放于載物臺上，觀察其形態，用配置了Elements 3.0軟件 (Nikon，Japan)的尼康體視顯微鏡 (Nikon SMZ800，Nikon，Japan)進行拍照或測量。測量前先用1mm物臺測微尺 (Nikon，Japan)進行定標。按照Elements 3.0軟件使用說明，測定畸形觸角和另一正常觸角的總長度，以及對應各節的長度、寬度和橫截面積。長度和寬度測量分別沿觸角各節中軸線和垂直于中軸線 (取最寬處)進行，觸角總長度沿中軸線，以折線測量方式進行。中華齒刺甲體長等的測量，與上述方法相同。

1.4 掃描電鏡觀察方法

觀察方法參見董文霞和張鐘寧 (2006)及陸宴輝等 (2007)，略有不同，簡述如下:將死亡蟲體浸入蒸餾水中，用超聲波清洗儀超洗20 s，清洗表面粘附物，用解剖刀切下觸角，風干，水平放置，粘在雙面導電膠上，噴金鍍膜 (by Hitachi HUS － 5GB High Vacuum Evaporator，Tokyo，Japan);并在20KV下觀察攝影 (by LEO1430VP SEM，LEO Corp.，Germany)。

1.5 數據的處理和分析方法

先用Excel 2003軟件匯總測量結果，再用GraphPad Prism 4軟件進行數據分析。

2 結果與分析

畸形光滑鱉甲的發現地位于中國第二大沙漠——古爾班通古特沙漠的南緣地帶，植被以梭梭Halosylon spp.和白刺Nitraria spp.為主 (圖1A)。該昆蟲在室內常規飼養5天后死亡，觸角斷裂，左側畸形觸角外支的末兩節脫落。昆蟲整體形態參見圖1B，該昆蟲為雌性，中后足爪節和部分跗節已斷裂脫落 (圖1B)，除左側觸角畸形外 (圖1B)，其他各項均顯正常。右側觸角正常 (圖2A)，為單支狀，11節。左側觸角第1～4節基本正常，第5節畸變 (圖2B，圖2C)，除外側頂端長有近似正常觸角的6節外，內側亞端部又長出僅含1節的內支，為畸變的觸角。左側畸形觸角總長度為3.17 mm，小于右側正常觸角長度3.62 mm。左側畸形觸角與右側正常觸角的各節測量結果見表1。

從觸角的第1、2節來看，左側畸形觸角在長度和橫截面積方面，與右側正常觸角無差異，但畸形觸角明顯窄于正常觸角;從第3、4節來看，畸形觸角橫截面積與正常觸角差異不明顯，但畸形觸角寬于正常觸角，卻又短于正常觸角;畸形觸角第5節的各項尺寸大于正常觸角;從第6節以后，畸形觸角的各項尺寸小于正常觸角。內支長度顯著小于外支和正常觸角第6節，而寬度大于外支和正常觸角，橫截面積則大于外支而小于正常支。內支末端平齊 (圖3A)，沒有觀察到正常支末節豐富的觸角感器 (圖3B)。另外，在電鏡下觀察該光滑鱉甲觸角上沒有錐形等感器 (圖3A)。

表1 光滑鱉甲Anatolica polita左側畸形觸角和右側正常觸角的測量結果Table 1 Dimensions of the left antenna irregularis and right normal antenna of Anatolica polita

圖1 畸形光滑鱉甲及其生境Fig.1 Collection site(A)and abnomal Anatolica polita(B)

畸形的中華齒刺甲發現于廢棄的荒地上，榆樹Ulmus spp.下的土中。中華齒刺甲幼蟲整體形態參見圖4A和圖4B，該畸形蟲體重為0.0356 g，體長為13.14 mm，頭寬1.59 mm，前胸寬2.03 mm，前胸長1.47 mm，依據室內人工飼養幼蟲的形態數據來推斷，該幼蟲至少為9齡以上，前胸體節正常 (圖4A，4B)，中胸和后胸體節在身體中軸右側合并為同一個體節。背腹面皆合并 (圖4C)，故右側胸部體節數為二，胸足為二，比左側胸部各少胸節和足一個 (圖4A，4B，4C)。左側中后胸合并節長0.85 mm，比右側中胸 (0.59 mm)與后胸 (0.79 mm)之和 (1.38 mm)短小。左側畸形胸節上有氣門一個，面積為26.67×10－3mm2，大于右側中胸氣門的面積19.81×10－3mm2，右側后胸氣門缺失。

圖4 中華齒刺甲幼蟲Fig.4 Larvae of Oodescelis chinensis

3 結論與討論

前期對光滑鱉甲進行野外觀察時 (n＞6000)，沒有觀察到畸形個體。雖然本實驗室已成功建立起來了光滑鱉甲的人工飼養體系，使其可以在室內順利完成其生活史，并能正常傳代繁殖，但是在室內繁育出的光滑鱉甲成體中，也沒有這樣畸形的個體出現。本次發現尚屬首次。

關于昆蟲畸形，對于蚤目的報道相對較多(王志耀等，2000;馬立名等，2007)，其他目的相對較少。相關報道主要有以下幾個方面。等翅目的白蟻 Nasutitermes gardneri Snyde、Odontotermes formosanus Shiraki和Odontotermes formosanus Shilraki，在翅芽、上顎和復眼等方面發生了變異 (董兆梁和李參，1992)。直翅目的螽斯 (種名未詳)，2個前足各有2個脛節，后足在脛節部分又畸生了2個彎曲部分 (張洪喜，1988)。蜻蜓目的馬大頭Anax parthenope julius Brauer，稚蟲及成蟲的3右足畸形短縮，跗節均無明顯分節現象 (江堯樺，1993)。膜翅目的螟黑紋繭蜂Bracon onukii Watanabe，在前胸腹面多生出2只過剩足 (何俊華，1984)。鞘翅目的獨角仙Allomyrina dichotoma Linnaeus，在右中足基節處生出了3只大小不一的足(劉立春等，1989);尖翅絨毛金龜 Glphyrus oxypterus Pallas，在第5跗節端部長出2對爪 (杜春華等，1998);戈壁琵琶甲Blaps kashgarensis gobinisis Frivaldszky，在右側觸角第3節除外側頂端長有正常的8節觸角外 (正常觸角共11節)，內側亞端部又長出了僅含7節的內支，內支長度明顯小于外支 (杜春華等，1998)。從上述報道來看，昆蟲足部的畸變相對較多，觸角畸變較少，尚無胸部體節畸變的報道。

杜春華等 (1998)，報導的畸形尖翅絨毛金龜和戈壁琵琶甲也發現于新疆昌吉，同文中所述是同一地點。該現象的出現與沙漠環境的高溫、干旱、強紫外線、晝夜溫差大等環境因子密切相關。筆者在室內飼養發現，以沙為基質，當極度干旱時鱉甲成蟲的畸形率會顯著上升，光滑鱉甲可達2%(n=100)，小胸鱉甲Microdera puctipennis，可達3%(n=100)，主要是鞘翅皺縮畸形、鞘翅不愈合，或完全缺失鞘翅。光滑鱉甲的觸角畸形現象與戈壁琵琶甲極為類似，兩者雖隸屬不同的族，卻同為擬步甲科;觸角均由基部的一支，分生出內外兩支，外支長于內支，畸變節均大于其他節(圖5)。差別在于戈壁琵琶甲為雄性，畸變發生在右觸角第3節上，內支比外支僅少1節;光滑鱉甲為雌性，畸變發生在左觸角第5節，內支僅殘存1節。通過電鏡的觀察結果，我們推測可能原來的內支也由多節組成，非僅此1節，在成蟲進行鉆沙等活動時，其他節斷裂脫落了，這種可能性非常大。觸角上沒有錐形等感器，有可能是已斷裂脫落，或者本來沒有正常發育，這需要進一步的調查。另外，該昆蟲還有中后足爪節和部分跗節脫落現象，結合我們實驗室的飼養實驗結果和經驗，推斷該昆蟲在野外可能已成功生活了一年以上。

觸角和足一樣，以體節數計算占據身體的總節數的比例較大，假設在昆蟲的個體發育過程中每個體節發生突變的概率相等，那么成蟲觸角和足呈現畸變的概率，相應的也高于其他部位。至于為何關于昆蟲足畸變的報道較多，而觸角畸變的少;或許與觸角比較細小，不易觀察，相對脆弱，易于折斷等因素有關。在同一地點 (古爾班通古特沙漠南緣地帶)多次發現畸形甲蟲，這是一種偶然現象呢，還是與環境有關，有待進一步深入調查研究。總之，畸形昆蟲的發現和記載報道將對昆蟲的形態變異的研究，以及環境對生物的形態變異的影響的研究提供一些基本的信息，條件和材料。

圖5 戈壁琵琶甲Blaps kashgarensis gobinisis畸形觸角 (杜春華等，1998)Fig.5 View of the abnormal antenna paratelum of Blaps kashgarensis gobinisis(Du et al.1998)

目前對于昆蟲中胸和后胸體節合并方面的報道，就我們所能掌握的資料顯示，此報道尚屬首次。關于昆蟲觸角畸變和胸節變異基因學方面的研究，尚有待進一步的深入。

References)

Dong WX，Zhang ZN，2006.Antennal sensilla of Microplitis mediator observed with scanning electron microscope.Acta Entomologica Sinic，49(6):1054－1056.［董文霞，張鐘寧，2006.中紅側溝繭蜂觸角感受器的掃描電鏡觀察.昆蟲學報，49(6):1054 －1056］

Dong ZL，Li C，1992.Kinds of abnormal termite.Chinese Bulletin of Entomology，29(4):255－256.［董兆梁，李參，1992.幾種畸狀的白蟻.昆蟲知識，29(4):255－256］

Du CH，Liu W，Huang RX，1998.Two abnormal Tenibrionids.Chinese Bulletin of Entomology，35(6):356－356，332.［杜春華，劉偉，黃人鑫，1998.甲蟲畸形二例.昆蟲知識，35(6):356 －356，332］

He JH，1984.Insect with eight legs.Chinese Bulletin of Entomology，21(3):138.［何俊華，1984.“八只足”的昆蟲.昆蟲知識，21(3):138］

Hong TY，Zhou SY，Ye JP，Zhou ZQ，Zhu GJ，Tan M，Zhang LB，2009.A partial albino pup of Hipposideros larvatus found in Guangxi Province.Chinese Journal of Zoology，44(2):138 －140.［洪體玉，周善義，葉建平，周志勤，朱光劍，譚 敏，張禮標，2009.廣西發現局部白化中蹄蝠幼仔一例.動物學雜志，44(2):138 －140］

Hou F，Ma J，Liu HP，Guo SJ，Liu XN，2008.Study on the biological characteristics of Anatolica polita.Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition)，25(3):343－348.［候鳳，馬紀，劉禾培，郭士杰，劉小寧，2008.光滑鱉甲 (Anatolica polita)的生物學特性研究.新疆大學學報 (自然科學版)，25(3):343 －348］

Huang RX，Wu W，Mao XF，Hu HY，Fan ZT，Hou YJ，Li XP，Du CH，Shao HG，Huang X，OUYang T，2005.The Fauna of the Desert Insects of Xinjiang and Its Formation and Evolution.Urumqi:Xinjiang Science and Technology Press.36－96.［黃人鑫，吳衛，毛新芳，胡紅英，范兆田，侯彥君，李新平，杜春華，邵紅光，黃祥，歐陽彤，2005.新疆荒漠昆蟲區系及其形成與演變.新疆烏魯木齊:新疆科學技術出版社.36－96］

Jiang YH，1993.Deformed legs of larva and adult in Anax parthenope julius.Chinese Bulletin of Entomology，30(5):303.［江堯樺，1993.馬大頭稚蟲及成蟲足畸形記述.昆蟲知識，30(5):303］

Liu CL，2010.Comparative Morphology and Phylogenetic Analysis of Chinese Soil Darkling Beetles Based on the Characteristics of Defensive Glands.Master thesis of Hebei University.14－78.［劉春林，2010.中國土棲擬步甲防御腺形態分類與進化分析.河北大學碩士學位論文.14－78］

Liu LC，Gu GH，Yang GX，1989.Abnormal development of Hercules beetle.Chinese Bulletin of Entomology，26(6):356.［劉立春，顧國華，楊顧新，1989.發育畸形的獨角仙.昆蟲知識，26(6):356］

Lu YH，Tong YJ，Wu KM，2007.Antennal sensilla of the green plant bug，Lygus lucorum Meyer－Diir(Heteroptera:Miridae)observed with scanning electron microscopy.Acta Entomologica Sinica，50(8):863－867.［陸宴輝，仝亞娟，吳孔明，2007.綠盲蝽觸角感器的掃描電鏡觀察.昆蟲學報，50(8):863－867］

Ma LM，Ge L，Ping CJC，Dun Y，Wang SR，2007.A case of monoecious teratogeny of flea(Insecta:Siphonaptera).Entomological Journal of East China，16(3):239－240.［馬立名，格龍，平措江才，頓月，王身榮，2007.蚤雌雄同體畸形一例 (昆蟲綱:蚤目).華東昆學報，16(3):239－240］

Meng L，2005.Study on Taxonomy of the Tribe Platyscelidini from China(Coleoptera:Tenebrionidae).Master thesis of Hebei University.15－46.［孟磊，2005.中國刺甲族系統學研究.河北大學碩士學位論文.15－46］

Ren GD，Yu YZ，1999.The Desert and Semi－desert Tenebrionids of China.Baoding:Hebei University Press.297－298.［任國棟，于有志，1999.中國荒漠半荒漠的擬步甲科昆蟲.保定:河北大學出版社.297－298］

Ren GD，Ba YB，2010.Fauna of Soil Darkling Beetles in China.Vol.2，Tentyriforms.Beijing:Science Press.131－140.［任國棟，巴義彬，2010.中國土壤擬步甲志 (第二卷·鱉甲類).北京:科學出版社.131－140］

Wang ZY，Cao HL，Ye RY，Yu X，Lei G，2000.The cases of flea teratogeny in Xinjiang(Ⅳ).Endemic Diseases Bulletin，15(3):46－48.［王志耀，曹漢禮，葉瑞玉，于心，雷剛，2000.新疆蚤類畸形實例 (四).地方病通報，15(3):46－48］

Zhang HH，1988.An abnormal longhorned grasshopper.Chinese Bulletin of Entomology，25(1):the last page.［張洪喜，1988.一個畸形的螽斯.昆蟲知識，25(1):尾頁］