昆虫百科

捕食

2023-04-13

简介

一种生物取食另一种生物,以获得营养而维持生活的现象。前者称捕食者(predator),后者称猎物(prey)。捕食有广义和狭义两种解释。狭义的捕食现象是指食肉动物(carnivores)取食食草动物(herbivores),如瓢虫取食蚜虫,这是典型的捕食。广义的捕食现象,除上述之外,还有3种类型: ①食草动物取食绿色植物; ②昆虫中的拟寄生现象; ③同类相食(cannibalism),如草蛉大幼虫取食同种小幼虫。

捕食者可使猎物种群数量下降或降低其种群增长率,这是害虫生物防治的理论基础。从生物进化的观点考虑,因为较弱的和有病的猎物个体更容易被捕食,故捕食作用有利于健壮猎物种群的繁衍,这称为捕食作用对猎物的选择压效应。

与寄生的区别 主要有以下几点: ①捕食者需猎取多头猎物才能维持生活,寄生物可在单一寄主上获取营养物质; ②捕食者可使猎物立即致死,寄生物使寄主死亡需经过一段时间;③捕食昆虫在捕食时可自由活动,内寄生昆虫在寄生时不离开寄主;④多数捕食昆虫的幼虫和成虫都能捕食猎物,内寄生昆虫仅幼虫营寄生,成虫则自由生活。

捕食反应 捕食作用主要包括功能反应(funct-tional response)和数值反应(numerical response),这两种反应结合成为捕食作用的总反应。

功能反应 指不同猎物密度下,每个捕食者取食量对猎物数量的影响。霍林(C. S. Holling) 1959年提出功能反应有3种基本类型(图1):

Ⅰ型反应 捕食者与猎物相遇率(或攻击率)呈一常数,即捕食者对猎物的捕食量随猎物密度上升而增加,且呈直线关系。但猎物存在密度阈值Nx,当超过该阈值时,捕食者不再进一步取食,即呈一常数,则捕食者攻击的猎物数量Na为

式中 Ts为寻找时间(为一常数);N为猎物初始数
量;a为捕食者对猎物的瞬时攻击率,即每单位寻找时间的Na/N。

Ⅱ型反应 或称凸形反应,即霍林提出的圆盘方程。其特点是负加速曲线,并是逆密度制约的。大多数无脊椎动物在实验室条件下的功能反应属这一类型。其数学模型为

式中 T为捕食者发现和处理猎物的总时间;Th为处置时间;a为攻击率。

Ⅲ型反应 其特点是呈S型曲线,大多数无脊椎动物捕食的功能反应属这一类型,即在一定猎物密度范围内,是受密度制约的。其数学模型为

图1 功能反应的3种类型图(仿C.S.Holling)

数值反应 指捕食者数量与猎物密度变化之间的关系,是由食物消耗引起对捕食者生长、生殖、死亡、迁移等方面产生的影响。数值反应也有3类:①正密度反应,即捕食者密度随猎物密度增加而增加;②无密度反应,即捕食者密度不受猎物密度增加的影响,捕食者可转而捕食其他猎物;③负密度反应,在猎物密度增加时,捕食者与其他捕食者的竞争导致密度下降,这种数值反应是不稳定的。

猎物密度对捕食者发育速率和生殖率的影响,贝丁顿(J.R. Beddington,(1976)曾提出以下数学模型:

对发育速率的影响

式中 1/D为捕食者发育速率;a,B,K为常数,a’为捕食者瞬时攻击率。

对生殖率的影响 两者呈线性关系时用下式表示

式中 F为捕食者生殖率;Na为捕食猎物数;e,λ,c,K为常数,其中e为平均每卵的生物量。若捕食者生殖率与猎物密度呈非线性关系时,可用下式表示

总反应 捕食者的捕食率,在一定的猎物密度范围内呈上升趋势,而超过此范围又逐渐下降,显示了捕食作用对猎物密度呈直接密度制约关系。

理论模型 霍林(1959年)提出过一个通过捕食作用调节猎物密度的理论模型图(图2)。图中用一横线表示作为用以平衡出生率的捕食作用率(X%),而捕食作
用的变化系用阴影的死亡曲线的宽度表示。在A和B,C和D这两个密度范围内,死亡率和出生率相等。当猎物密度低于A时,死亡率低于所要平衡的生殖率,则种群密度上升;当猎物密度在B和C之间,死亡率超过出生率,则种群密度将下降。故猎物密度趋向于在A和B附近波动。若猎物种群密度超过D时,死亡率又将低于出生率,则猎物种群数量增加,可出现猎物能逃避捕食者所起的控制作用。这种情况可发生在具高生殖率的猎物种群中。A和D距离越远,这种逃离现象出现的机会越少。

图2 捕食者调节猎物数量的理论模型(仿C.S.Holing)

实例分析 霍林在研究小型兽类捕食欧洲松叶蜂的茧时,作了功能反应和数值反应的具体分析(图3)。图3a为功能反应,表示平均每个捕食者消耗猎物的数量变化,是随猎物密度上升而异的。3种捕食者表现不同,鹿鼠Peromyscus为S型功能反应,其余两种在猎物密度达一定程度时,单位时间每头捕食者的捕食量也不再上升。图3b为数值反应,当猎物密度上升时,3种捕食者的密度变化有明显区别:鼩鼱Sorina数量明显地随茧数增多而上升,属于直接反应; 短尾鼩鼱Blarina属于无反应; 而鹿鼠居于两者之间,有时还有逆反应。图3c为总反应,表现为随猎物密度上升而捕食率增大,当猎物密度达一定程度时,捕食率又逐渐下降。

茧数/英亩 (x105)

(a)

茧数/英亩 (x105)

(b)

茧数/英亩 (x105)

(c)

图 3 三种鼠类捕食松叶蜂茧

(a) 功能反应; (b) 数值反应; (c) 总反应1. 短尾鼩鼱; 2. 鼩鼱; 3. 鹿鼠(仿C.S.Holling)

英文

predation