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龟纹瓢虫的定向搜索行为研究龟纹瓢虫是蚜虫的重要天敌。当棉田生态系统的棉蚜大爆发时,可以大规模释放龟纹瓢虫来防控棉蚜.研究发现,龟纹瓢虫能依靠多种信号找到棉蚜,除了凭借棉蚜本身的信号外,还会依靠被棉蚜危害植物所释放出的气味(对瓢虫而言是一种嗅觉信号)和棉蚜危害植物的形状(对瓢虫而言是一种视觉信号)进行定向搜索。

研究者对嗅觉和视觉信号在龟纹瓢虫定向搜索中的作用,以及瓢虫有无捕食经验对该过程的影响进行了实验研究。研究者将野外采集的龟纹瓢虫放入人工饲养箱培养,待瓢虫产卵、孵化成幼虫后,取若干幼虫随机分为两组。一组幼虫用人工饲料继续饲养,直到幼虫变为成虫。另一组幼虫放在带棉蚜的棉花植株上,直到幼虫变为成虫。

实验中运用昆虫行为测试仪(如图A所示)研究瓢虫成虫的定向搜索行为。整个装置使用两个透明密闭的玻璃箱,与中部的观察区相连。测试仪左侧放入被棉蚜危害的棉花植株,右侧为空玻璃箱(作为对照)。实验过程保证从观察区两侧进出的气流速度相同。

将图A左侧箱子替换为嗅觉信号箱(图B),在靠近观察区的一侧用遮光板挡住,此时,瓢虫只能感知来自棉花的嗅觉信号,右侧为空白对照箱,该装置用于测试瓢虫在嗅觉信号与空白之间的选择行为。如果替换成视觉信号箱(图C),瓢虫只能感知来自棉花的视觉信号,这样可以测试瓢虫在视觉信号与空白之间的选择行为。如果左侧使用视觉信号箱、右侧使用嗅觉信号箱,可以测试测试瓢虫在视觉信号与嗅觉信号之间的选择行为。

研究者进行了三组实验,分别是嗅觉信号对空白对照,视觉信号对空白对照,视觉信号对嗅觉信号。每一组实验的做法为:在实验前,将无捕食经验的瓢虫饲养在干净空气中,并在实验前12小时,对所有瓢虫进行饥饿处理。分别选取40只无捕食经验和有捕食经验的瓢虫,从测试仪中部放虫口逐一放入昆虫行为测试仪(见图A),2分钟内观察瓢虫的反应,记录实验结果并进行统计。

实验数据显示,无捕食经验和有捕食经验的瓢虫表现出不同的行为反应。在视觉信号的测试中,有捕食经验的瓢虫明显地趋向视觉信号,无捕食经验瓢虫无选择差异。在嗅觉信号的测试中,两类瓢虫均趋向嗅觉信号。在视觉信号对嗅觉信号的测试中,两类瓢虫更多地选择了嗅觉信号。

本研究结果表明,龟纹瓢虫虽有先天识别受害棉花与空白的能力,但获得捕食经验后的瓢虫对于嗅觉信号和视觉信号的响应更敏感、更快捷,可以明显提高其定向搜索能力和效率。

(1)龟纹瓢虫属于节肢动物门____纲的动物。

(2)研究者实验用的龟纹瓢虫,要从卵开始饲养,且其中一组幼虫用人工饲料饲养是为了获得___的瓢虫.在实验前12小时,对所有瓢虫进行饥饿处理,目的是让龟纹瓢虫对刺激信号更____,从而提高实验的_____

(3)进行视觉信号对空白测试时,气流必须绕过视觉信号箱,否则,对瓢虫而言会形成____信号。

(4)从行为的获得途径考虑,龟纹瓢虫定向搜索行为是很复杂的,没有捕食经验的龟纹瓢虫,可以通过嗅觉信号识别受害棉花,这是____行为;而视觉信号的测试的结果则说明这种行为也有____行为的成分。

(5)根据上述资料进行的推理分析,不合理的是_____

A.嗅觉信号对于龟纹瓢虫捕食比视觉信号更有效

B.捕食经验可以让瓢虫更有效地找到不易察觉的害虫

C.龟纹瓢虫的这种捕食经验可以遗传给它们的后代

D.龟纹瓢虫的定向搜索行为受多种信号的影响

(6)该实验结果为治理棉田生态系统蚜虫大爆发提供的指导或启示是_____

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