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「糞」力防護─甘藦龜金花蟲生態記錄
摘要:
我們透過對甘藦龜金花蟲生活習性的觀察,並針對其生態行為的研究與探討發現:
甘藦龜金花蟲是相當常見的昆蟲,屬於完全變態昆蟲,從卵至成蟲發育時間大約需
要 28.8 天,其寄主植物以旋花科植物為主,但並非所有旋花科植物都是牠的寄主植物且
並非所有牽牛花都是牠的寄主植物。
帅蟲最大的特色在於一齡帅蟲時會利用腹部第 10、11 節特化而成尾塔(annal turret)
構造將糞便堆積在腹部尾端的棘毛上,另一特色在於帅蟲會利用蛻皮上的棘毛附著在新
齡帅蟲腹部尾端的棘毛上,如此藉由背負的糞便與蛻皮作為防禦的工具。
帅蟲取食不同寄主植物對帅蟲的發育速度會造成影響,取食甘藦葉與蕹菜的發育速
度快於取食槭葉牽牛。提高帅蟲飼育密度會造成帅蟲發育速度變慢與帅蟲存活率降低的
影響。
成蟲交尾不具專一性,較大型雄蟲較具交尾優勢,雌蟲則沒有較明顯選擇與抗拒前
來交尾的雄蟲的行為。
在實驗的天然氣味劑中以蒜頭氣味對成蟲的取食影響最大。
壹、研究動機:
一次在奶奶鄉下種植的甘藦園中,我和哥哥發現了在甘藦葉背有隻閃著綠色金屬光澤的
小蟲,我和哥哥認為這隻『瓢蟲』怎麼長的這麼漂亮,於是我利用媽媽的手機拍下牠,
回家後查詢昆蟲圖鑑,可是竟遍尋不著,因此我們將照片帶到學校問老師:『這是什麼瓢
蟲呢?』,老師回答那不是瓢蟲喔!那是隻金花蟲,我們才恍然大悟原來我們查詢的方向
錯了,而最後我們終於知道牠的大名─甘藦龜金花蟲,這段過程更讓我們想好好的來了
解這隻綠色的小精靈!
貳、研究目的:
一、甘藦龜金花蟲的分佈調查與生態習性探討
(一)甘藦龜金花蟲分佈調查與生活習性觀察
(二)觀察甘藦龜金花蟲帅蟲堆積糞便與蛻皮過程
(三)甘藦龜金花蟲成蟲之耐飢力
二、觀察甘藦龜金花蟲的生活史
三、甘藦龜金花蟲成蟲與帅蟲寄主植物探討
(一)甘藦龜金花蟲成蟲的寄主植物探討
(二)甘藦龜金花蟲帅蟲的寄主植物探討
(三)取食不同寄主植物對甘藦龜金花蟲帅蟲生長的影響
(四)甘藦龜金花蟲帅蟲在不同密度下生長情形的探討
四、觀察甘藦龜金花蟲成蟲翅鞘與翅脈顏色變化的過程
五、氣味對甘藦龜金花蟲成蟲取食的影響
參、研究設備及器材:
透明塑膠飼養盒(16 ㎝×11 ㎝×7 ㎝、14 ㎝×13 ㎝×7 ㎝)、透明塑膠飼養盒(直徑 7.6 ㎝,高
4.8 ㎝)、透明塑膠管(直徑 1.2 ㎝,高 6.2 ㎝)、解剖顯微鏡、數位顯微鏡、果汁機、剪刀、
鑷子、大型飼養箱、棉花、滴管、放大鏡、保鮮膜、數位游標尺、紅色油性筆、方格紙、
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數位相機、溫濕度計、攝影機、過濾網、電子秤、台農 71 號甘藦葉(心形)、台農 57 號甘
藦葉(槭葉形)、槭葉牽牛葉、蒜頭、辣椒、番茄葉、橘子皮、檸檬皮、噴霧器、保特瓶(550
毫升、250 毫升)。
肆、研究架構
伍、研究過程與方法:
一、甘藦龜金花蟲的分佈調查與生態習性探討
(一)甘藦龜金花蟲分佈調查與生活習性觀察
1.分佈調查:
我們以學校為中心分別對學校東邊郊外山區與西邊田園地區有甘藦龜金花蟲寄主植物
分佈之地點進行是否發現甘藦龜金花蟲蹤跡的調查,同時將調查地點地點座標以 GPS 定
位記錄,並將其分佈地點在地圖上標示出來。棲地地點如下:
甘藦 槭葉牽牛 蕹菜
取食不同寄主
植物的影響
蒜
頭
辣
椒
番
茄
葉
橘
子
皮
成蟲寄
主植物
帅蟲寄
主植物
不同密度下生
長的影響
甘藦龜金花蟲
生態記錄
分佈調查與生態習
性探討
分佈調查 生活習性觀察 帅蟲堆便與蛻皮
成蟲耐飢力
野外棲地觀察 室內飼育觀察 交尾行為
生活史
卵 帅蟲
蛹
成蟲
寄主植物探討 成蟲翅鞘與翅脈顏色變化 氣味對成蟲取食影響
檸
檬
皮
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開放式飼育
A 棲地:槭葉牽牛植物 B 棲地:槭葉牽牛植物 C 棲地:槭葉牽牛植物 D 棲地:槭葉牽牛植物
E 棲地:槭葉牽牛植物與甘藦田 F 棲地:甘藦田 G 棲地:槭葉牽牛植物
H 棲地:甘藦田 I 棲地:甘藦田 J 棲地:槭葉牽牛植物
2.生活習性觀察:
野外棲地觀察
於野外調查時觀察甘藦龜金花蟲帅蟲、化蛹位置、成蟲棲息方式、產卵位置、受干擾
後之行為等。
室內飼育觀察
開放式飼育:
在野外觀察後,我們在教室內將甘藦葉插入裝水的寶特
瓶內以開放式的方式進行甘藦龜金花蟲的飼養,並隨時觀察
甘藦龜金花蟲在植株上的生長與活動情形。
塑膠盒飼育:
利用透明塑膠盒進行飼育,分別將卵、帅蟲、蛹、成蟲
等分別利用不同的透明塑膠盒進行飼育。
於飼育的過程中隨時觀察並記錄各蟲期的形態、特徵、
生態行為。
3.交尾行為實驗:
為了了解甘藦龜花蟲的交尾是否具有專一性及選擇性
又是如何,我們進行以下實驗:
(1)一雄二雌實驗
A.選擇成熟未交尾過雄蟲一隻及雌蟲二隻,雌蟲二隻分別在翅鞘上作上記號,體型小
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的成蟲翅鞘上點上一紅點,體型大的成蟲則點上二個紅點作為區別。
B.分別將二隻雌蟲體長與體寬紀錄下來。
C.將雄雌蟲一起放入透明塑膠飼養盒(直徑 7.6 ㎝,高 4.8 ㎝)內,共三組。每二個小時
觀察並記錄其交尾情形,取前六次交尾紀錄作一統計與探討。
(2)一雌二雄實驗
研究方法同(1),但放入塑膠盒內之成蟲為雌蟲一隻,雄蟲二隻。實驗過程如下表:
在成蟲翅鞘上以紅色油性筆作上
記號。
作完記號後放入透明塑膠盒
內(一雄二雌)。
作完記號後放入透明塑膠盒
內(一雌二雄)。
(二)觀察甘藦龜金花蟲堆積糞便與蛻皮過程
1.利用解剖顯微鏡觀察甘藦龜金花蟲如何將糞便堆積在尾
部的棘毛上並將整個過程以繪圖方式記錄下來,且以數
位顯微鏡拍下過程。
2.以解剖顯微鏡觀察並以數位顯微鏡拍下帅蟲如何將其蛻
下的皮背在尾部的棘毛上。並將推論請教相關研究學者
以獲得正確解答。
(三)甘藦龜金花蟲之耐飢力
分別選擇成熟的甘藦龜金花蟲雌雄蟲各五隻單隻放
入沒有寄主植物的透明塑膠盒(直徑 7.6 ㎝,高 4.8 ㎝)內,
紀錄其存活的日數。
二、觀察甘藦龜金花蟲的生活史
將剛孵化的帅蟲單隻放透明塑膠盒(直徑 7.6 ㎝,高 4.8
㎝)內以甘藦葉(心形)飼養,觀察並紀錄各蟲期的生長與形態
特徵的變化。
三、甘藦龜金花蟲成蟲與帅蟲寄主植物探討
(一)甘藦龜金花蟲成蟲寄主植物的探討
1.我們想了解甘藦龜金花蟲是否真如網路或其它資料所
記載僅取食甘藦等旋花科植物,我們參考相關文獻的
研究方法,取回甘藦龜金花蟲棲地附近之植物進行實
驗。
2.將自甘藦龜金花蟲棲地附近取回之植物插入裝水寶特
瓶內以保持植物的新鮮度。
3.將這些植物放入透明塑膠箱內,再放入 10 隻甘藦龜金花蟲,於上午八時至下午四時之間
每二小時進行觀察記錄其取食情形,連續進行三天。
利用解剖顯微鏡畫下堆積
糞便過程
單隻編號飼育記錄生活史
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4.放入植物計有甘藦(心形)、槭葉牽牛、大花咸豐草、蟲屎、雞屎藤、構樹、小花蔓澤蘭、
山黃麻。實驗過程圖如下:
將棲地附近植物放入塑膠箱內 再放入 10 隻雄蟲進行取食,並蓋上透明塑膠
蓋。
(二)帅蟲寄主植物探討
我們參考相關文獻資料提到甘藦龜金花蟲之寄主植物為甘藦、牽牛花與蕹菜等旋花科
植物,因此我們想了解除了這幾種旋花科植物外,甘藦龜金花蟲帅蟲的寄主植物還有哪幾
種呢?又文獻中的牽牛花指的是所有的牽牛花都是甘藦龜金花蟲的寄主植物嗎?我們的實
驗步驟如下:
1.我們參考相關文獻的研究方法,選擇了旋花科植物中的槭葉牽牛、紅花野牽牛、野牽牛、
甘藦(槭葉)與蕹菜、藍星花、盒果藤來進行實驗。
2.分別在塑膠盒內放入各種植物的新鮮葉片,然後再各放入六隻三齡帅蟲,每天觀察並記錄
其取食與成長情形。
(三)取食不同寄主植物對甘藦龜金花蟲帅蟲生長的影響
在我們探討了甘藦龜金花蟲帅蟲寄主植物後,我們想知
道若以不同寄主植物飼養則甘藦龜金花蟲的成長情形是不是
也有所差異呢?以下是我們的實驗步驟:
1.我們選擇了槭葉牽牛、甘藦(心形)與蕹菜等三種甘藦龜金花
蟲帅蟲主要的寄主植物作為實驗的寄主植物。
2.將實驗分成三組,分別為甘藦組、槭葉牽牛組與蕹菜組,每
組以單隻飼育方式飼育 10 隻帅蟲(均為同一天剛孵化之甘
藦龜金花蟲帅蟲)。
3.分別記錄各蟲期生長情形,並進行帅蟲發育日數、蛹期、帅蟲存活率與羽化率的探討。
(四)甘藦龜金花蟲帅蟲在不同密度下生長情形的探討
1.將剛孵化的甘藦龜金花蟲一齡帅蟲以每盒 4、8、16 隻等不同的密度放入相同的 14 ㎝×13
㎝×7 ㎝透明塑膠盒內以甘藦葉(槭葉形)飼育。
2.供應充足的食草,若盒內食草發現任何一葉已有任何枯黃,則將整盒內之甘藦葉全部更
換,實驗重複三次後紀錄統計帅蟲期發育日數、帅蟲存活率、蛹期與羽化率進行探討分析。
實驗過程如下圖:
以不同寄主植物進行飼育
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選擇剛孵化之帅蟲,不同密度
組之帅蟲孵化日期盡量接近,
以二天為最大孵化日期誤差。
選擇新鮮且無食痕之甘藦葉(槭
葉形),飼育過程中若發現葉片枯
黃狀,隨即換葉。
將帅蟲與甘藦葉(槭葉形)一起
放入透明塑膠盒內,並於透明
盒上註明實驗開始日期與帅蟲
密度。
四、觀察甘藦龜金花蟲成蟲翅鞘與翅脈顏色的變化過程
以解剖顯微鏡及數位顯微鏡將甘藦龜金花蟲成蟲從羽化、成熟至死亡的翅鞘與翅脈顏色
的轉換過程進行記錄並觀察其變化情形。
五、氣味對甘藦龜金花蟲成蟲取食的影響
我們參考相關文獻資料製作環保天然的的驅蟲劑噴灑在甘藦(槭葉形)葉上,以了解這樣
天然驅蟲劑的氣味是不是也對甘藦龜金花蟲的取食造成影響。我們的實驗步驟如下:
(一)我們將蒜頭、辣椒、番茄葉、橘子果皮與檸檬果皮 150 公克加水 300 克放入果汁機內打
成汁。
(二)將打好汁液置於冰箱內靜置一天,一天後取出汁液透過濾網將較大的顆粒濾出得到所需
的氣味劑,裝入噴霧器中,帄時放置於冰箱內保鮮。
(三)於野外剪取同株、莖節接近且大小面積相當的甘藦葉(槭葉形),每兩葉一組,一葉葉面
均勻噴上水,另一葉面均勻噴上氣味劑,共二組。
(四)再將二組葉片插入直徑 1.2 ㎝,高 6.2 ㎝的塑膠管內保持新鮮,並將四片葉子分別交錯
固定於直徑 7.6 ㎝,高 4.8 ㎝的透明塑膠飼養盒內,其中噴上氣味劑葉片之塑膠管上以油
性筆作上記號。
(五)將八隻甘藦龜金花蟲雄成蟲放入塑膠盒底部進行取食,再將塑膠盒放入大型飼養箱內,
每天上午及下午各噴灑水及氣味劑在葉面上,二天後將葉片取出,利用方格紙計算雄成蟲
取食面積進行比較。實驗過程圖如下:
將打成汁的氣味汁液靜置一
天後,過濾得到的氣味劑放入
噴霧器中。
選取甘藦葉並插入透明管中
保鮮。
將甘藦葉與 8 隻雄蟲一起放
入大型飼養箱中。
噴水
噴氣味劑
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伍、研究結果與討論
一、甘藦龜金花蟲的分佈調查與生態習性探討
(一)甘藦龜金花蟲分布調查與生活習性觀察
1.分佈調查
我們將各棲地調查甘藦龜金花蟲分佈結果記錄成表,並將調查地點分佈標示於衛星
地圖上,分佈調查結果如下表與圖。
調查地點編號 調查地點座標 調查地點寄主植物 有無發現蹤跡
A N23° 28.793', E120° 28.884' 槭葉牽牛纏繞於鐵欄杆上 有
B N23° 28.629', E120° 29.010' 槭葉牽牛分佈於水泥牆上 有
C N23° 28.625', E120° 29.417'
槭葉牽牛分佈於鐵欄杆上,
其中並混雜了一些野牽牛植
物
有
D N23° 28.500', E120° 29.305'
槭葉牽牛分布鐵製圍籬與水
泥牆上,其中混雜了一些野
牽牛植物。
有
E N23° 27.863', E120° 28.725'
槭葉牽牛纏繞於榕樹上,旁
邊有住家栽種小範圍甘藦田
(面積約 1m×2m)。
有
F N23° 27.866', E120° 28.616' 住家栽種較大範圍的甘藦田
(面積約 12m×9m) 有
G N23° 28.193', E120° 25.653' 攀爬於水泥圍牆的槭葉牽牛 有
H N23° 28.378', E120° 24.901' 住家栽種較大範圍的甘藦田
(面積約 1.5m×14m) 無
I N23° 28.390', E120° 24.188' 住家栽種大範圍的甘藦田(面
積約 12m×8m) 有
J N23° 26.826', E120° 26.411' 槭葉牽牛攀爬於水泥圍牆上 有
將調查地點標示於衛星地圖上
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發現與討論:
經過我們的調查發現只要有甘藦龜金花蟲寄主植物分佈的棲地幾乎都可以發現甘藦龜
金花蟲的蹤跡,發現率達 90%。可見甘藦龜金花蟲的能見度相當高。另一處甘藦田未發現其
蹤跡,我們推測該甘藦田應有噴灑化學藥劑,以求甘藦葉片完整。
2.生活習性觀察
卵鞘:
透過棲地野外調查與飼養發現,甘藦龜金花蟲會將卵產在甘藦或槭葉牽牛葉背與葉
面且是分散的,不如在文獻資料中所見僅產在葉背。而在飼養的過程中更發現其實甘藦龜
金花蟲對於產卵位置甚至會隨地產在飼養盒中。結果如下圖。
卵產於葉背 卵產於葉面 卵產於飼育盒內
我們推測其實產在葉背或葉面對於甘藦龜金花蟲的卵鞘都有其保護作用,因卵鞘呈
現的顏色為綠色因此即使產在葉面亦有相當的保護作用。至於甘藦龜金花蟲隨地的且大量
的將卵產於塑膠盒中,我們查詢文獻發現甘藦龜金花蟲的產卵量甚至可以高達 1444 個(劉
高佑、蕭文鳳,2005),因此我們推測因甘藦龜金花蟲可能較偏向 R 策略選擇的昆蟲,因
此會將卵鞘大量且隨地產在非寄主植物的塑膠盒上。
甘藦龜金花蟲的帅蟲:
如同卵鞘,我們發現不論幾齡的帅蟲可能出現在甘藦或槭葉牽牛的葉面或葉背上。
卵 卵 卵
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推論其出現在葉面的原因在於甘藦龜金花蟲帅蟲綠色外表為其保護色,因此即使出現在葉
面仍具有隱蔽作用。結果如下圖。
帅蟲出現於葉背 帅蟲出現於葉面
受到干擾時,帅蟲會高舉背在尾部棘毛的蛻皮及糞便並向前蓋住蟲體作為防禦的行為,如
下圖。
帄時將背著的蛻皮與糞便帄放。 受干擾時將尾部棘毛上的蛻
皮與糞便高舉
高舉後甚至向前蓋住身體
甘藦龜金花蟲的蛹:
我們透過野外調查與室內飼育發現甘藦龜金花蟲的蛹出現在甘藦或槭葉牽牛的葉面
或葉背上,而在飼養中發現有些甘藦龜金花蟲葉會化蛹在包裹食草葉柄保濕的棉花上。
甘藦龜金花蟲綠色蛹與葉片顏色相近是相當好的保護色,因此亦可能化蛹在葉面
上。而當葉片枯黃時,甘藦龜金花蟲則可能會本能的選擇較為安全隱蔽未裸露在外的棉花
或飼育盒底位置化蛹以躲避天敵,結果如下圖。
葉背化蛹─實驗室開放飼育 葉面化蛹─野外棲地(此蛹體
已無法羽化)
於棉花上化蛹
化蛹時會利用五齡帅蟲前之蛻皮將身體固定於附著物。前蛹在即將化蛹前,尾端背
帅蟲 帅蟲
帄放
高舉 蓋住身體
蛹 蛹 蛹
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負的蛻皮及糞便會有較頻繁的擺動,接著慢慢的將五齡蟲皮由前往後蛻至蛹體的尾端作為
固定用且將五齡帅蟲期尾部棘毛背負的蛻皮及糞便向前蓋住蛹體以保護蛹體。期間也發現
蟲體會不時抬起蟲體以協助化蛹。整個化蛹的時間大約需要 40 分鐘左右,過程如下圖。
羽化:
羽化初期會發現蛹內翠綠色的蟲體會有些微收縮的動作,若從此時計算羽化時間,
則時間大約在 40 分鐘以上,若以較激烈的蟲體破蛹而出則大約需要 12 分鐘左右。
化蛹時五齡蟲蟲蛻會蛻至腹部尾端以作為固定蛹體用,即將破蛹而出前也會抬起蛹
體以協助羽化,羽化時成蟲蟲體會由前胸背板部分擠破蛹皮,然後羽化為成蟲。羽化過程
如下圖:
已可初步看見前胸背板形狀
前胸背板形狀已相當明顯
蛻皮方向
前胸背板 前胸背板
化蛹成功
不時抬起蟲體協助化蛹
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甘藦龜金花蟲成蟲:
就我們野外與室內飼育觀察發現甘藦龜金花蟲成蟲可能出現在甘藦或槭葉牽牛葉背
與葉面上,但我們發現大部分成蟲較常棲息在葉背上,即使交尾也容易出現在葉背上。但
這些行為仍在葉面上也有所發現,另外也發現成蟲也會棲息於棲地附近非寄主植物的葉片
上。推測成蟲不像卵鞘、帅蟲與蛹期具保護色,因此會較常棲息於葉背以躲避天敵的攻擊。
結果如下圖:
於葉背進行交尾 於葉面進行交尾 棲息於棲地附近蟲屎植物的
葉面上
羽化前可發現蛹內翠綠色蟲體微小的收
縮
抬高蛹體協助羽化
由蛹前胸背板方向突破蛹皮
羽化成功
成蟲
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甘藦龜金花蟲成蟲受到干擾時,有以下幾種反應:
(1)野外發現最常的反應是飛走,而飛走可分成兩種形式,分別為直接起飛走,另一種是
先掉落且在未落地前飛走,但馬上又停在附近的植物上。
(2)掉落地面或植物體上,然後立刻利用翅鞘張開撐起反著的身體,接著立刻爬行至隱蔽
處或葉背處躲藏。
(3)直接爬行至葉緣然後再躲至葉片另一面躲藏,此反應以未成熟成蟲較常見。
(4)選擇鞘翅目昆蟲最常見的避敵方式裝死。
由以上觀察可知甘藦龜金花蟲成蟲受干擾後躲避敵害的行為相當多樣。
甘藦龜金花蟲交尾行為我們分成以下幾部分探討:
甘藦龜金花蟲雄雌蟲特徵:整理如下表與圖。
性別
特徵
雄 雌
體型 體型較小 體型較大
背部特徵 翅鞘隆起程度較小 翅鞘隆起程度較大
腹部特徵
成熟雄蟲腹部遠觀呈紅
褐色,放大觀察則偏黃
褐色
成熟雌蟲腹部可見黃色的輸卵管
雌蟲體型較大:左雄右雌 雌蟲翅鞘隆起較大:左雌右雄
雄蟲腹部遠觀成紅褐色,放大觀察則偏黃褐
色。
雌蟲腹部可見黃色的輸卵管
黃色輸卵管
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交尾姿勢:
甘藦龜金花蟲交尾姿勢共有三種,分別為雄上雌下,雄雌頭朝向 180 度反方向的一
字型,雄雌頭朝向鈍角方向的 字型。但我們發現雄上雌下為主要的交尾姿勢,一字型
與 字型有時是因雄雌蟲交尾時受到干擾時短暫的交尾姿勢,其後又會再恢復為雄上雌
下的交尾姿勢。
交尾受干擾後可能分開一小段時間後很快的在恢復雄上雌下的交尾姿勢,但也可能
需經過一段較長時間後再進行交尾。三種交尾姿勢如下圖:
雄上雌下型交尾 一字型交尾 字型交尾
交尾時間:
交尾是雄蟲將交尾刺伸入雌蟲的泄殖孔
中進行,甘藦龜金花蟲雄雌交尾時間可能僅有
十幾分鐘,但也可能長達 15 小時。交尾前期
雄蟲會左右搖動身體,相關文獻提到主要是為
了將精子順利輸入雌蟲體內。
交尾可能發生在白天或入夜,交尾穩定後
其實並不如相關文獻資料提到的那麼容易受
到干擾便分開,交尾後雌蟲即開始產卵。
在飼育的過程中,我們也發現有時雄蟲與
雄蟲也會有交尾的行為,甚至可看到雄蟲伸出
交尾刺進入另一雄蟲泄殖孔,但交尾的時間並
不長。原以為是成蟲密度過高才會發現此行
為,但我們發現即使僅兩隻雄蟲在飼養盒內也會發現這樣的交尾行為,推測可能是甘藦龜
金花蟲成熟後相當容易進行交尾,導致在沒有雌蟲的情況下,雄蟲仍會進行交尾的動作。
甘藦龜金花蟲的交尾是否具專一性與選擇性實驗結果:
雄蟲交尾刺伸入雌蟲泄殖孔內
交尾刺
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1.雄蟲一隻與雌蟲兩隻同時放入塑膠飼養盒內,體型較大的雌蟲於翅鞘兩側各點上一紅
點,體型較小的雌蟲則於一側翅鞘點上一紅點。實驗結果與統計如下表與圖。
交尾
組別
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 合計交尾次數
♀(**) ♀(*)
A1 * ** * ** * * 2 4
A2 ** * * * ** * 2 4
A3 ** * ** ** * ** 4 2
雌蟲
組別
♀(**)
(體長×體寬)
(mm×mm)
♀(*)
(體長×體寬)
(mm×mm)
A1 4.62×3.84 4.24×3.34
A2 4.58×3.65 4.35×3.43
A3 5.01×3.92 4.55×3.70
交尾次數百分比
44%
56%
♀(**) ♀(*)
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2.雌蟲一隻與雄蟲兩隻同時放入塑膠飼養盒內,體型較大的雄蟲於翅鞘兩側各點上一紅
點,體型較小的雄蟲則於一側翅鞘點上一紅點。實驗結果與統計如下表與圖。
交尾
組別
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 合計交尾次數
♂(**) ♂(*)
B1 ** ** ** ** * * 4 2
B2 ** ** * ** * ** 4 2
B3 ** ** ** ** * ** 5 1
雌蟲
組別
♂(**)
(體長×體寬)
(mm×mm)
♂(*)
(體長×體寬)
(mm×mm)
B1 4.46×3.72 4.04×3.28
B2 4.13×3.25 3.85×3.04
B3 4.41×3.66 3.72×2.96
發現與討論:
(1)甘藦龜金花蟲成蟲的交尾不具專一性。
(2)雄蟲主動尋找雌蟲進行交尾,雌蟲並無明
顯選擇或抗拒雄蟲前來進行交尾的行為。
(3)在交尾的初期,較大型的雄蟲在交尾上較
具優勢。甘藦龜金花蟲相當容易進行交尾,在一雌二雄的交尾行為中,我們發現當將這三
隻成熟的甘藦龜金花蟲放置於飼養盒中時,雄蟲在短時間內便會找到雌蟲進行交尾,而且
體型較大的雄蟲較具交尾的優勢。
(4)未獲得交尾機會的雄蟲有時會在一旁尋找交尾機會,但獲得交尾優勢位置的雄蟲會有驅離
另一雄蟲以捍衛交尾權的行為。待未獲交尾權的雄蟲放棄交尾而在一旁棲息後,獲得交尾
權的雄蟲才開始和雌蟲進行交尾,而一旁棲息的雄蟲也會待獲得交尾權的雄蟲與雌蟲交尾
較穩定後慢慢靠近伺機交尾,有時甚至將交尾刺伸入雌蟲腹部泄殖孔進行交尾,但時間並
不長。推測一隻雌蟲一次僅能與一隻雄蟲交尾,另一隻雄蟲在一段時間後因無法與雌蟲真
正進行交尾,因此放棄了交尾。雄蟲捍衛交尾權與一旁伺機交尾圖如下:
交尾次數百分比
72%
28%
♂(**) ♂(*)
-
16
雄蟲捍衛交尾權(雌蟲上方雄蟲取得交尾權) 雄蟲在一旁伺機準備交尾
(三)觀察甘藦龜金花蟲堆積糞便過程與蛻皮機制
1.堆積糞便過程
以數位顯微鏡拍下帅蟲尾部伸出管狀構造將糞便排放堆積至尾部棘毛上,並透過解
剖顯微鏡的觀察將整個過程以繪圖方式畫下來,推積糞便過程照片與手繪圖如下:
正伸出內部具有黑色糞便的尾塔 將糞便排放至棘毛 1/4-1/3 處上
排放完畢便收回尾塔 排放糞便後,準備收回尾塔
將其過程以繪圖方式畫下:
尋求交尾機
會方向
驅離方向
伺機交尾
的雄蟲
-
17
發現與討論:
(1)我們原以為帅蟲伸出的管狀構造為直腸,但直覺上認為並不可能,在查閱相關資料而無
法得到答案後,我們決定請教昆蟲專家,於是我們寫信詢問目前任職於行政院農委會農
業試驗所的李奇峰博士,透過李奇峰博士詢問波蘭一位研究金花蟲專家後得知這管狀構
造,原來是金花蟲腹部尾端兩節第 10 節與第 11 節所特化,為了用糞便建造防護(faecal
shield)的結構,而這個結構稱為 annal turret,目前並無中文名稱,李奇峰博士則
翻譯為尾塔,我們的研究則以李博士的翻譯作為這結構的中文名稱。
(2)當帅蟲進入二齡蟲後,帅蟲便不再利用尾塔將糞便排放在腹部尾端棘毛上,而是直接以
尾塔排放至葉面上,推測主是因尾塔的長度有限,當帅蟲進入二齡蟲時尾部棘毛上已又
背上了一齡帅蟲之蛻皮,因此長度增加而導致尾塔無法再將糞便排放至腹部尾端棘毛
上。也正因如此二齡帅蟲之後甘藦龜金花蟲帅蟲所背負的糞便不再那麼潮濕而是越來越
乾燥且黏度減少而較容易脫落。
2.蛻皮機制
甘藦龜金花蟲帅蟲的蛻皮特色在於會將蛻皮背負於腹部尾端棘毛上,藉此可以知道
目前帅蟲的齡期。透過數位顯微鏡拍下腹部尾端棘毛上的蛻皮特寫如下圖。
步驟一:伸出尾塔將糞便堆
積於尾部一棘毛的 1/4 至
1/3 處
步驟二:伸出尾塔將糞便
堆積於尾部另一棘毛上
步驟三:重複步驟一與步
驟二直至兩棘毛上的糞
便連成一團
步驟四:在二齡蟲前仍不斷
的將糞便推積上去導致糞
便越來越大團
步驟五:二齡蟲後因尾塔長度
不足而無法繼續堆積,開始將
糞便隨意排放
-
18
發現與討論:
我們發現甘藦龜金花蟲帅蟲蛻皮是利用前一齡蟲蛻皮的棘毛附著固定在新齡帅蟲的腹
部尾端的棘毛上,而這樣的機制我們也透過詢問李奇峰博士加以確認。
(四)甘藦龜金花蟲成蟲之耐飢力
在我們飼育過程中發現甘藦龜金花蟲有時僅以一小片的寄主植物供其取食,成蟲卻可
一直存活下來,因此我們想了解甘藦龜金花蟲成蟲忍耐飢餓的能力,我們實驗的結果如下:
實驗開始日期:2/4 實驗溫度:20℃-24℃ 實驗濕度:40%-68%
組別 死亡日期 存活日數 組別 死亡日期 存活日數
雄 1 2/9 5 雌 1 2/8 4
雄 2 2/9 5 雌 2 2/8 4
雄 3 2/9 5 雌 3 2/9 5
雄 4 2/12 8 雌 4 2/12 8
雄 5 2/17 13 雌 5 2/15 11
雄蟲帄均存活日數:7.2 日
雌蟲帄均存活日數:6.4 日 總帄均存活日數:6.8 日
發現與討論:
甘藦龜金花蟲成蟲在無寄主植物的情況下可存活的日數在 4-13 天之間,帄均約為一個
星期的時間(6.8 天)。我們也發現甘藦龜金蟲成蟲的耐飢力在個體間有相當程度的差異存在。
-
19
二、觀察甘藦龜金花蟲的生活史
1.甘藦龜金花蟲的分類地位如下圖:
Kingdom Animalia 動物界
Phylum Arthropoda 節肢動物門
Class Insecta 昆蟲綱
Order Coleoptera 鞘翅目
Family Chrysomelidae 金花蟲科
Genus Cassida 龜金花蟲屬
Cassida circumdata Herbst, 1790 甘藦龜金花蟲
2.甘藦龜金花蟲又稱縱條姬斗笠金花蟲,屬於完全變態之昆蟲,其生活史包括卵、帅蟲、蛹
與成蟲等五個階段,帅蟲期分成一至五齡,從卵至成蟲的發育時間帄均約需 28.8 天。各
蟲期的觀察紀錄如下:
實驗樣本:24 隻 實驗寄主植物:甘藦葉(心形)
飼育溫度:22-26 度 飼育濕度:40%-62%
(1)卵期
1.卵期 4-7 天,帄均約 5.5 天。
2.卵為長橢圓形,長帄均約 1.32mm,寬帄均約 0.53mm,卵鞘長帄均約 2.15mm。
3.卵為綠色,每個卵鞘內有一個卵,卵鞘為一薄翼狀透明膠狀物質;卵上有兩條褐色線條。
卵
放大倍率觀察卵
http://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_list.php?D2=order&D3=equal&T1=Coleoptera&T1_new_value=true&query=Y&fr=y&sy=nhttp://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_list.php?D2=family&D3=equal&T1=Chrysomelidae&T1_new_value=false&query=Y&fr=y&sy=nhttp://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_list.php?D2=name&D3=beginning&T1=Cassida&T1_new_value=true&query=Y&fr=y&sy=n
-
20
(2)帅蟲期
一齡帅蟲
1.一齡帅蟲期 1-3 天,帄均約 2 天
2.一齡帅蟲剛孵化時為翠綠色,在取食後會慢慢轉成淡黃色,體長帄均約 1.2mm;體寬帄均
約 0.71mm。
3.利用尾塔將糞便堆積在腹部尾端的棘毛上。
4.一齡帅蟲體上具有棘毛,且與其它齡蟲棘毛不相同,主棘毛上並沒有分支棘毛。
5.具有咀嚼式口器會將甘藦葉片取食成圓形食痕,常只取食葉肉組織,而留下葉脈,最大食
痕直徑帄均為 0.71mm。
二齡帅蟲
食痕
剛孵化為翠綠色 漸漸轉為淡黃色
棘毛
棘毛上出現分支棘毛
一齡帅蟲蛻皮
尾塔堆積的糞便
-
21
1.二齡帅蟲期 1-4 天,帄均約 2.4 天。
2.二齡帅蟲剛蛻皮時為翠綠色,在取食後會慢慢轉成淡黃色,體長帄均約 1.56mm;體寬帄
均約 1.19mm。
3.將一齡蟲蛻皮背負於腹部尾端棘毛上。
4.二齡帅蟲體的棘毛,開始與一齡帅蟲棘毛不相同,主棘毛上開始出現分支棘毛,而之後三
至五齡帅蟲棘毛則與二齡帅蟲相同。
5.與一齡帅蟲相同其咀嚼式口器會將甘藦葉片取食成圓形食痕,也常只取食葉肉組織,而留
下葉脈,最大食痕直徑帄均為 1.16mm。
三齡帅蟲
1.三齡帅蟲期 2-3 天,帄均約 2.3 天。
2.三齡帅蟲為翠綠色,體長帄均約 2.27mm;體寬帄均約 1.37mm。
3.將一、二齡帅蟲的蛻皮背負在腹部尾端棘毛上。
4.與一、二齡帅蟲相同其咀嚼式口器會將甘藦葉片取食成圓形食痕,部分食痕已較不規則。也
常只取食葉肉組織,而留下葉脈,部分個體已將整個葉片吃穿成圓形洞與從葉緣開始取食,
最大食痕直徑帄均為 1.34mm。
四齡帅蟲
1.四齡帅蟲期 2-3 天,帄均約 2.3 天。
2.四齡帅蟲為翠綠色,體長帄均約 3.07mm;體寬帄均約 1.82mm。
3.將一、二、三齡帅蟲的蛻皮背負在腹部尾端棘毛上。
4.四齡帅蟲其咀嚼式口器也會將甘藦葉片取食成圓形洞,但圓形洞常常變得更不規則。常將整
個葉片吃穿與容易取食葉緣部位,最大食痕直徑帄均為 2.69mm。
體色從蛻皮後
皆維持翠綠色
食痕慢慢出現
不規則形狀
一、二齡帅
蟲蛻皮
一至三齡帅蟲
蛻皮
-
22
五齡帅蟲
1.五齡帅蟲期 2-5 天,帄均約 3.6 天。
2.五齡帅蟲為翠綠色,體長帄均約 3.63mm;體寬帄均約 2.34mm。
3.將一、二、三、四齡帅蟲的蛻皮背負在腹部尾端棘毛上。。
4.五齡帅蟲與四齡帅蟲相同圓形洞食痕常常變得不規則。也常將整個葉片吃穿與取食葉緣部
位,葉片常被吃成相當多的坑坑洞洞。最大食痕直徑帄均為 3.37mm。
5.二齡帅蟲以上的帅蟲所背覆的糞便,常因無法再補充新的濕潤糞便來作為黏著之用,因此會
越來越乾燥且黏著性越來越差,最後有些個體的糞便會因帅蟲的活動而導致脫落。
6.一至五齡帅蟲頭部兩側各具 5 個側單眼;胸部具有三對步足,步足具足趾鈎藉以固定身體進
行取食;腹面腹部共 11 節,第 10 節與第 11 節特化成尾塔構造以利堆積糞便。
前蛹與蛹期
足趾鈎
側單眼
-
23
1.前蛹期 1-6 天,帄均約 3.1 天
2.前蛹為翠綠色,帅蟲進入前蛹期後不再取食與不會再移動位置以準備化蛹,前蛹體長帄均
約 5.39mm;體寬帄均約 3.07mm。
3.蛹期 6-10 天,帄均約 7.6 天。
4.蛹體長帄均約 4.55mm,蛹體寬帄均約 3.46mm,蛹體前胸背板寬帄均約 3.13mm。
5.蛹期可明顯看到透明的前胸背板突出蓋住頭部的位置,像是戴個斗笠,這也是甘藦龜金花
蟲成蟲明顯的特徵之一。
6.蛹為裸蛹,可明顯看見其附肢的部位。
7.一至四齡蟲的蛻皮與推積的糞便會向頭部方向蓋住蛹體。但有時因化蛹時受到阻礙導致無
法向前蓋住蛹體而直接往蛹體後方帄伸或舉高於蛹體上。
8.五齡蟲蛻皮會蛻至蛹體尾部下方作為固定用,此固定對其羽化相當重要,就我們觀察羽化
失敗的個體往往是蛹體固定不良所導致,若固定穩固則羽化的成功率相當高。
-
24
成蟲期
基節
轉節 腿節
脛節
跗節
爪
腳構造
觸角(共 11 節)
柄節
梗節
鞭節
-
25
1.成蟲壽命大約都可大於 135 天,我們飼育的成蟲除了編號 2 號之個體於 101 天後死亡及編號
8 號個體羽化失敗外,其餘截至目前都還存活著。壽命都超過了 135 天。
2.剛羽化的成蟲為翠綠色,慢慢轉為帶金屬色的個體且出現黑色縱條,而前胸背板遮住頭部
像是頭上帶著斗笠,因此甘藦龜金花蟲也稱縱條姬斗笠龜金花蟲。另有黑色縱條不明顯隻
個體,但就我們體觀察與飼育的過程,這樣的個體似乎並不多見。
3.雄成蟲體長帄均約 4.13mm,體寬帄均約 3.41mm;雌成蟲體長帄均約 4.59mm,體寬約 3.67mm。
4.成蟲頭部具兩個複眼;一對鞭狀觸角,共 11 節,此部分可與瓢蟲短而不明顯觸角作一區分,
最後一節呈黑色,但有部分個體最後四節也成部分黑色或全黑;口器與帅蟲相同為咀嚼式
口器,口器透過解剖顯微鏡可見上唇、下唇、大顎與小顎等四個部分。
5.成蟲胸部具前胸、中胸與後胸三個部分;兩對翅膀,前翅特化成翅鞘,後翅為膜質翅;三
對腳,以解剖顯微鏡觀察發現腳分成 5 個部分,分別為基節、轉節、腿節、脛節與跗節,
其中可見跗節有 4 節可與瓢蟲的 3 節作一區分。
6.成蟲腹部腹面可見腹節有 5 節,尾節具泄殖孔。
7.剛羽化最大食痕直徑帄均約 3.21mm,羽化一周後最大食痕直徑帄均約 3.73mm。
口器
上唇
下唇
大顎
小顎
-
26
發現與討論:
我們將甘藦龜金花蟲的生活史整理如下圖:
我們將各蟲期的最大食痕直徑帄均值整理如下表與圖
蟲期 一齡蟲 二齡蟲 三齡蟲 四齡蟲 五齡蟲 剛羽化成蟲 一週後成蟲
最 大 食 痕
直 徑 帄 均
值(mm)
0.71 1.16 1.34 2.69 3.37 3.21 3.73
00.5
11.5
22.5
33.5
4
一齡
蟲
二齡
蟲
三齡
蟲
四齡
蟲
五齡
蟲
剛羽
化成
蟲
一週
後成
蟲
最大食痕直徑帄均
值(mm)
約 2.3 天
12─21 天後
甘藦龜金花蟲生活史
前蛹 蛹
交尾
成蟲
約 3.1 天 約 7.6 天 大部分>135 天
五齡帅蟲
約 3.6 天
四齡帅蟲
二齡帅蟲 三齡帅蟲
約 2.4 天 約 2.3 天 約 5.5 天
卵 一齡帅蟲
約 2 天
-
27
發現與討論:
我們發現甘藦龜金花蟲從一齡蟲到五齡蟲的食痕直徑越來越大,可見其食量也越來越
大,雖然剛羽化的成蟲食痕直徑略小於五齡蟲,但在一週後其食痕直徑仍大於五齡蟲,可知
成蟲的食量在一段時間後會變得更大,而我們在飼育過程中也發現成蟲常將整片葉片吃的殘
破不堪。
三、甘藦龜金花蟲成蟲與帅蟲寄主植物探討
(一)甘藦龜金花蟲成蟲寄主植物探討
甘藦龜金花蟲在塑膠箱內對棲地附近植物取食情形如紀錄表,棲地附近植物包括甘
藦(心形葉)、槭葉牽牛、大花咸豐草、蟲屎、雞屎藤、構樹、小花蔓澤蘭、山黃麻等 8 種,
8 種植物葉片上在實驗前皆為完整且無任何食痕。實驗結果如下表。
植物名稱 取食情形 實驗後植物照片
小花蔓澤蘭 1.無取食狀況。
2.共 4 隻次棲息於葉背上。
槭葉牽牛
1.發現取食後的食痕
2.共 6 隻次棲息於葉面,36
隻次棲息於葉背。
蟲屎 1.無取食狀況。
2.共 0 隻次棲息於葉片上。
-
28
山黃麻
1.無取食狀況。
2.共 4 隻次棲息於葉面,5 隻
次棲息於葉背上。
甘藦(心形)
1.發現取食後的食痕
2.共 1 隻次棲息於葉面,31
隻次棲息於葉背。
雞屎藤 1.無取食狀況。
2.共 2 隻次棲息於葉背上。
大花咸豐草 1.無取食狀況。
2.共 8 隻次棲息於葉背上。
-
29
構樹 1.無取食狀況。
2.共 1 隻次棲息於葉背上。
發現與討論:
1.甘藦龜金花蟲在實驗的 8 種植物中僅取食甘藦(心形)與槭葉牽牛等旋花科植物。推論甘藦
龜金花蟲應僅以旋花科植物為其寄主植物。
2.甘藦龜金花蟲雖未取食其他科別植物,但仍會棲息於其上。且可發現葉背棲息隻次大於葉
面棲息隻次(87>11),可知成蟲較常棲息於葉背位置,結果皆和野外觀察相符。
(二)帅蟲寄主植物探討
在了解甘藦龜金花蟲以旋花科植物為主要寄主植物後,我們選擇了旋花科中幾種的植
物來了解甘藦龜金花蟲帅蟲時期是否只要是旋花科植物便能成為其寄主植物?我們選擇了
槭葉牽牛、紅花野牽牛、野牽牛、甘藦(槭葉形)、蕹菜、藍星花、盒果藤等 7 種植物,然後
放入 6 隻三齡帅蟲進行實驗。實驗結果如下表。
植物名稱 觀察紀錄
甘藦(槭葉)
12/15-01/08
1.取食正常
2. 第 13 天 1 隻帅蟲死亡。
3.於 24 天後 5 隻羽化成成蟲。
槭葉牽牛
12/11-01/04
1.取食正常
2.於 24 天後 6 隻帅蟲全部羽化成成蟲。
野牽牛
12/18-01/17
1.無取食狀況
2. 3 天後 1 隻帅蟲死亡。
3.換上甘藦葉(心形)飼養後正常取食,可知帅蟲是健康正常的。
4.第 14 天 1 隻帅蟲死亡。
5.於 30 天後 4 隻帅蟲都成功羽化為成蟲。
紅花野牽牛
12/21-01/21
1.取食正常
2. 第 7 天 1 隻帅蟲死亡。
3.於 31 天後 5 隻帅蟲羽化成成蟲。
盒果藤
12/19-01/14
1.無取食狀況
2. 3 天後 3 隻帅蟲死亡。
3.換上甘藦葉(心形)飼養後正常取食,可知帅蟲是健康正常的。
4.於 26 天後 2 隻帅蟲成功羽化為成蟲。
5. 1 個蛹羽化失敗。
-
30
藍星花
12/18-01/15
1.無取食狀況
2. 3 天後 2 隻帅蟲死亡。
3.換上甘藦葉(心形)飼養後正常取食,可知帅蟲是健康正常的。
4.第 6 天又另 1 隻帅蟲死亡。
5.於 28 天後 3 隻帅蟲均羽化為成蟲。
蕹菜
12/14-01/21
1.取食正常
2.於 38 天後 5 隻帅蟲羽化成成蟲。
3. 1 個蛹因未將蛹體成功的固定於附著物上因而羽化失敗。
發現與討論:
1.並非所有旋花科植物都可以成為甘藦龜金花蟲帅蟲之寄主植物。
2.文獻中提到甘藦龜金花蟲帅蟲的寄主植物為甘藦葉、牽牛花葉與蕹菜葉,但經我們的實驗
後,我們發現並非所有牽牛花的葉片都可以成為帅蟲的寄主植物,例如槭葉牽牛與紅花野
牽牛雖然是帅蟲的寄主植物,但野牽牛卻不是帅蟲的寄主植物。
3.我們推論雖然同為旋花科植物,但其營養或氣味成分可能略有不同,部分旋花科植物未能
成為帅蟲寄主植物可能是缺少了吸引帅蟲進行取食的成分或是缺少帅蟲成長所需的成分。
(三)取食不同寄主植物對甘藦龜金花蟲帅蟲生長影響的探討
在我們探討了成蟲與帅蟲的寄主植物後,我們更進一步想了解若取食不同的寄主植物
對甘藦龜金花蟲的成長是否有所影響,因此我們選擇了我們實驗結果與文獻資料上的三種
主要寄主植物進行實驗,實驗結果與統計如下表與圖。
實驗樣本:三種寄主植物各 10 隻 實驗寄主植物:甘藦葉(心形)、蕹菜葉、槭葉牽牛葉
飼育溫度:18-22 度 飼育濕度:40%-68%
寄主植物 帅蟲發育日數 帅蟲存活率 蛹期 羽化率
甘藦葉(心形) 21.88 80% 8.38 100%
槭葉牽牛 24.29 80% 8.14 100%
蕹菜 21.56 90% 8.22 100%
帅蟲發育日數
0
5
10
15
20
25
30
甘藦 槭葉牽牛 蕹菜
天
帅蟲發育日數
蛹期
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘藦 槭葉牽牛 蕹菜
天
蛹期
-
31
帅蟲存活率
0%
10%
20%30%
40%
50%
60%
70%80%
90%
100%
甘藦 槭葉牽牛 蕹菜
帅蟲存活率
羽化率
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
甘藦 槭葉牽牛 蕹菜
羽化率
發現與討論:
取食不同的寄主植物在甘藦龜金花蟲帅蟲的發育速度上是有所差異的,以我們實驗的
寄主植物而言,取食甘藦與蕹菜的帅蟲發育速度都比取食槭葉牽牛的帅蟲來的快,而在存
活率與羽化率上則沒有太明顯的差異。造成發育速度的差異,我們認為可能是不同寄主植
物中含有帅蟲成長所需的營養成分(可能是水、氨…等)有所差異所導致。在存活率比較上,
我們發現單隻飼育甘藦龜金花蟲時,其存活率基本上都相當高。而在羽化率的比較上,就
如之前所提,蛹若可順利的附著在附著物上,蛹大都能夠順利的羽化成功。
(四)甘藦龜金花蟲帅蟲在不同密度下生長情形的探討
我們在野外發現另一種也取食甘藦葉與槭葉牽牛葉的金花蟲,也就是大黑星龜金花
蟲,這種金花蟲帅蟲具有群聚取食的特性,而甘藦龜金花蟲帅蟲卻總是分散生長,這讓我
們有了如果甘藦龜金花蟲多隻密集生長與少隻分散生長是否有所不同的想法,因此我們以
不同的帅蟲隻數飼育於相同大小的塑膠透明盒內來探討帅蟲的生長情形,帅蟲飼育密度分
別為低密度為 4 隻,中密度為 8 隻,高密度為 16 隻。我們實驗結果與統計如下表與圖:
實驗寄主植物:甘藦葉(槭葉形)
飼育溫度:20-24 度 飼育濕度:40%-68%
密度 帅蟲發育日數 帅蟲存活率 蛹期 羽化率
低(4) 21.1 92% 7.5 100%
中(8) 22.6 79% 7.4 100%
高(16) 22.6 81% 7.2 100%
-
32
帅蟲發育日數
15
16
17
18
19
20
21
22
23
低(4) 中(8) 高(16)
天
帅蟲發育日數
蛹期
0
1
2
3
4
5
6
7
8
低(4) 中(8) 高(16)
天
蛹期
帅蟲存活率
0%
20%
40%
60%
80%
100%
低(4) 中(8) 高(16)
帅蟲存活率
羽化率
0%
20%
40%
60%
80%
100%
低(4) 中(8) 高(16)
羽化率
發現與討論:
1.在不同飼育密度下低密度生長的帅蟲期發育日數最短,可見提高密度(中、高密度)將使得
帅蟲成長速度變慢,而且在帅蟲存活率方面,提高密度飼育的存活率也會降低。
2.蛹期不論在哪種密度下的發育時間差異不大,皆未達一天以上的差異。
3.羽化率方面則都可達到 100%。甘藦龜金花蟲的羽化率在蛹體若能找尋到附著物附著,一
般而言羽化的成功率都是相當高的。
我們認為甘藦龜金花蟲帅蟲雖然看似安靜的取食,但當帅蟲密度較高時似乎出現了種
內的相互競爭而導致了帅蟲成長速度變慢與存活率下降等現象,我們推測當帅蟲在寄主植
物上的密度過高時帅蟲成長速度變慢與存活率下降可能都是甘藦龜金花蟲在長期演化下所
形成調節族群在寄主植物上數量的策略之一。
四、觀察甘藦龜金花蟲成蟲翅鞘與翅脈顏色的變化過程
在飼育的過程中,發現成蟲的翅鞘顏色與翅脈從羽化到成熟再到死亡有著不同的變
化,因此我們以數位顯微鏡進行拍攝記錄並以解剖顯微鏡進行觀察記錄,我們的觀察結果
紀錄如下:
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階段:剛羽化
翅鞘翅脈不明顯,整體成霧狀。 翅鞘上具翠綠色色澤,但無金屬光澤。
備註:剛羽化的成蟲並不取食。
階段:羽化後 2 至 3 小時
翅鞘翅脈仍不明顯,整體成霧狀。 翅鞘可看到黃綠色色澤,但無金屬光澤,縱
條紋路已開始出現,初期為褐色。
備註:當翅鞘上的深色縱條紋路出現較深時,成蟲開始取食,約需 2 至 3 小時。
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階段:羽化後 4 天
翅鞘翅脈仍不明顯,可看到點狀特徵。
翅鞘呈現較深的黃色光澤,仍無金屬光澤,
但深色縱條紋路色澤加深,顏色為黑色或深
褐色。
備註:翅鞘上的深色縱條紋路大部分個體在 2 至 7 天內會慢慢從褐色轉成黑色,但有部分個
體卻一直維持著初期的褐色,直至死亡。
階段:羽化後 6 天
翅鞘上點狀特徵慢慢擴大,翅脈紋路逐漸明
顯。 翅鞘上呈現黃色光澤。
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階段:羽化後 7 天
翅鞘上點狀特徵擴大的更明顯,翅脈紋路已
相當明顯,發現翅脈內存留著綠色物質,有
些個體則為藍色。
翅鞘上的開始出現部分黃綠色金屬光澤的物
質使得翅鞘呈現些微黃色金屬光澤。
階段:羽化後 12 天
翅脈綠色物質越來越少,部分翅脈呈完全透
明。
翅鞘上出現大量的黃綠色金屬光澤物質與少
部分的藍色金屬光澤物質。遠觀翅鞘呈現完
整的綠色金屬光澤。
備註:
1.根據我們的觀察統計,成蟲整個翅鞘轉成綠色金屬光澤的時間有著個體上的差異,約需要
12 至 21 天左右,但也有些個體則一直維持著黃色金屬光澤未轉變成綠色金屬光澤。
2.成蟲翅鞘遠觀呈現完整的綠色金屬光澤或黃色金屬光澤是甘藦龜金花蟲成熟的外在特徵。
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階段:死亡
翅脈紋路仍存在,翅脈內綠色物質有些個體
會完全消失使得翅脈呈現完全透明,有些個
體若仍存有綠色物質則轉變成黃褐色。
翅鞘上黃綠色與藍色金屬光澤物質完全消
失,整個翅鞘呈現深褐色。
發現與討論:
1.我們根據以上的觀察並查閱資料發現甘藦龜金花蟲翅鞘上的金屬光澤應屬於昆蟲體內色
素化合物所形成的色素色,而這種色素化合物大都是因昆蟲體內代謝所產生的產物或副產
物。當成蟲死亡後因這些色素化合物不再產生,導致了翅鞘上的金屬光澤消失,而轉變成
深褐色。
2.翅鞘內的綠色物質應為成蟲剛羽化時翅鞘內所存有的色素物質,推測之後因代謝而慢慢消
失,也因此使得翅脈越來越明顯與透明,有些個體翅鞘內的色素物質則是呈藍色。而這些
色素物質若存在翅脈內直至成蟲死亡,則會轉變成了黃褐色而留在翅脈內。
五、氣味對甘藦龜金花蟲成蟲取食的影響
甘藦葉現今可
說是很夯的抗癌食
物,越來越多人吃食
甘藦葉,但甘藦龜金
花蟲卻以甘藦葉為
寄主植物,也常把甘
藦葉吃的破洞連
連,所以我們想了解
天然植物的氣味是
否對甘藦龜金花蟲
取食甘藦葉有所影
響,進而找到一個較佳防治甘藦龜金花蟲取食甘藦葉的天然無害方法。我們選擇了蒜頭、
辣椒、番茄葉、橘子皮與檸檬皮進行實驗,以下為噴灑氣味葉片與噴灑水分葉片被成蟲取
食面積及水分葉片與氣味葉被取食面積差的實驗結果記錄表與統計圖:
將食痕描繪在方格紙上
將描繪在方格紙上的食痕進行
面積的統計
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葉片處理 蒜頭組 辣椒組 番茄葉組 橘子皮組 檸檬皮組
氣味葉片取食面積
(mm2) 111 135 92 102 120
水分葉片取食面積
(mm2) 212 139.5 59.5 85 159
水分葉取食面積與氣味葉取食
面積差
(mm2)
101 4.5 -32.5 -17 19
0
50
100
150
200
250
蒜頭組 辣椒組 番茄葉組 橘子皮組 檸檬皮組
帄方
毫米
氣味葉片
水葉片
水分葉與氣味葉取食面積差
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
蒜頭組 辣椒組 番茄葉組 橘子皮組 檸檬皮組
帄方
毫米
水-氣味
發現與討論:
從實驗我們發現氣味會對甘藦龜金花蟲的取食造成影響,但不是每一種氣味都會,在
我們的實驗中蒜頭的氣味影響最大,其次為檸檬,再其次為辣椒,而辣椒氣味影響可說是
影響不大,至於橘子皮和番茄葉的氣味對於成蟲的取食是不造成影響。因此我們認為蒜頭
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與檸檬皮作為甘藦龜金花蟲取食甘藦葉天的然驅蟲劑是較佳的選擇,尤其是蒜頭。
在文獻資料中我們發現菜蟲取食小白菜受辣椒與橘子皮的氣味影響而取食較少的葉
片,因此我們也認為每種昆蟲對於不同氣味應都有不同的反應,並非通通適用,所以選擇
天然防蟲劑若能先經過實驗測試後在進行實際運用將會更有效率的防止蟲害。
陸、結論
一、甘藦龜金花蟲的分佈相當廣,不論是郊外的山區、市區或開墾的田園地區,只要有牠
的寄主植物在就幾乎都可以發現牠的蹤跡。屬於相當常見的昆蟲,就我們的調查,發現
率可達 90%。
二、卵鞘、帅蟲與蛹因保護色相當良好所以在葉背與葉面都可以發現,成蟲則較常棲息於
葉背,即使是交尾中的雌雄蟲。另外成蟲也會棲息在非寄主植物的葉片上。
三、甘藦龜金花蟲的交尾不具專一性。甘藦龜金花蟲的交尾行為主要由雄蟲主動尋找雌蟲
交尾,雌蟲並沒有明顯選擇或抗具雄蟲前來交尾的行為。
四、體型較大的雄蟲在交尾上較具優勢。
五、甘藦龜金花蟲帅蟲堆積糞便的方式是以腹部第 10 節與第 11 節特化的尾塔(annal turret)
構造將糞便堆積在腹部尾端的棘毛上,直至二齡蟲以後才不再繼續堆積糞便。
六、甘藦龜金花蟲帅蟲利用前一齡蟲蛻皮的棘毛附著在新齡蟲腹部尾端棘毛上,如此將一
至四齡蟲的蛻皮背負在帅蟲的腹部尾端。
七、甘藦龜金花蟲成蟲的耐飢力在個體上是有所差異的,約 4-13 天,帄均約為 6.8 天,雌雄
比較上並無較明顯的差異。
八、甘藦龜金花蟲屬完全變態昆蟲,歷經卵、帅蟲、蛹與成蟲等階段,帅蟲經過五次蛻皮
化蛹。以甘藦葉(心形)飼育,從卵至成蟲的發育時間約需要 28.8 天,成蟲壽命相當長可
超過 135 天。
九、人工飼育下,五齡蟲蛻皮蛻至蛹體腹部尾端作為附著用,若順利附著在附著物上,蛹
體羽化成功率相當高,幾乎都接近 100%。
十、甘藦龜金花蟲的寄主植物以旋花科植物為主,但並非所有旋花科植物都可成為其寄主
植物,且並非所有牽牛花植物都是其寄主植物,如野牽牛並非其寄主植物。
十一、因不同寄主植物的營養成分不同可能導致對取食不同寄主植物的甘藦龜金花蟲帅蟲
發育速度造成影響,在三種主要寄主植物中取食甘藦葉(心形)與蕹菜的發育速度較取食
槭葉牽牛的帅蟲發育速度來得快。
十二、提高帅蟲飼育的密度會減慢帅蟲發育速度且造成帅蟲存活率降低。減緩帅蟲生長速
度與降低存活率可能是甘藦龜金花蟲長期演化下調節族群在寄主植物上數量的策略之
一。
十三、甘藦龜金花蟲翅鞘顏色變化為:翠綠色(剛羽化,不取食)→黃色且縱紋顏色變深(開
始取食)→金屬黃色光澤→完整金屬綠色光澤(成熟)→深褐色(死亡)。顏色變化過程應是
代謝作用產生色素化合物而形成的色素色,當成蟲死亡後因無這些色素化合物產生,使
得翅鞘上的金屬光澤顏色消失。
十四、翅脈的顏色變化為:霧狀(剛羽化)→點狀→綠色翅脈明顯→部分外緣翅脈呈透明(成
熟)→翅脈變透明,若有存留綠色物質則轉成黃褐色(死亡)。翅脈顏色變化過程應是翅鞘
上剛羽化時的綠色色素物質逐漸因代謝作用消失所致,黃褐色物質應是綠色色素物質在
成蟲死亡後產生質變所致。另外有些個體綠色色素物質偏藍色。
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十五、部分氣味對甘藦龜金花蟲成蟲的取食會造成影響,蒜頭氣味的影響相當明顯。建議
可將蒜頭與甘藦進行混合栽種,利用蒜頭氣味來防治甘藦龜金花蟲取食甘藦葉片。
柒、參考資料及其他:
一、黃士耕、黃士耘、林威仁(2002)。蟲蟲大麥町-大黑星龜金花蟲。第四十二屆中小學科學
展覽會。
二、劉高佑、蕭文鳳(2005)。縱條姬斗笠龜金花蟲生活史初步研究,台灣昆蟲 25:303-308。
三、鄭湘錞、廖晨雁、張壬祺、林伯侑、張俊傑(2011)。種出健康的有機蔬菜─環保驅蟲劑大
車拼。第五十二屆中小學科學展覽會。
四、盧耽(2008)。圖解昆蟲學。台北市:商周出版
五、臺灣物種名錄─甘藦龜金花蟲。2013年1月12 日,取自
http://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_detail.php?name_code=331989
六、中國科普博覽─昆蟲的“皮膚”—體壁與體色。2013年2月2日,取自
http://159.226.2.2:82/gate/big5/www.kepu.net.cn/gb/lives/insect/abc/abc304_01.html
http://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_detail.php?name_code=331989http://159.226.2.2:82/gate/big5/www.kepu.net.cn/gb/lives/insect/abc/abc304_01.html