探索生命史选择：利用温度和基质类型作为相互作用因子研究丽蝇幼虫及雌性成虫的偏好

摘要

本文详细介绍了两种用于评估丽蝇幼虫和雌虫对食物来源及产卵偏好的实验方案。该方案包含四个选择，涉及两个相互作用的因素：基质类型和温度。这些检测可用于确定幼虫对食物来源的偏好以及雌虫对产卵位点的偏好。

摘要

丽蝇（双翅目：丽蝇科）的幼虫具有多种生活方式，通常分为专性寄生、兼性寄生和完全腐生性食腐。一些寄生性种类，无论是专性还是兼性寄生，均具有重要的卫生和经济意义，因为其幼虫可导致蝇蛆病（活体组织中的蛆虫侵染）。然而值得注意的是，成虫雌蝇起着决定性作用，因为它选择产卵地点，从而在很大程度上决定了幼虫的取食习性和发育条件。本研究提出了两种实验方案，用于检测幼虫取食偏好和雌蝇产卵地点偏好，同时考虑两个交互因素：肉类基质类型和温度。本文所介绍的实验装置可用于四选一实验，测试丝光绿蝇（Lucilia cuprina）幼虫和 gravid 雌蝇在两种温度（33 ± 2 °C 和 25 ± 2 °C）以及两种肉类基质（添加血液的新鲜肉类和放置5天的腐烂肉类）条件下的行为。幼虫或 gravid 雌蝇可分别选择在以下四种条件之一中钻入或产卵：25 °C 下的腐烂肉类（模拟腐食性种类的条件）、33 °C 下添加血液的新鲜肉类（模拟寄生性种类的条件），以及两个对照组：33 °C 下的腐烂肉类或 25 °C 下添加血液的新鲜肉类。通过统计每组重复中各选项内幼虫数量或产卵数量来评估偏好性。将观察结果与随机分布进行比较，可估算偏好的统计学显著性。结果表明，L. cuprina 幼虫显著偏好 25 °C 下的腐烂基质。相反，雌蝇对产卵地点的偏好在肉类类型之间表现更为多样化。该方法可适用于测试其他体型相似昆虫物种的偏好性，也可通过采用不同实验条件来探讨其他科学问题。

引言

蝇类，尤其是有瓣蝇类（包括丽蝇、家蝇、肤蝇和肉蝇等），表现出多种多样的生活方式，涵盖寄生性和腐生性行为¹。寄生性种类通常引起蝇蛆病，即蝇的幼虫（蛆）对活体组织的侵染²。在丽蝇科中，专性寄生和兼性寄生种类均为重要的畜牧业害虫，因幼虫侵染导致经济损失并损害动物福利^2,3,4,5,6,7。专性寄生虫如新大陆和旧大陆螺旋蝇（Cochliomyia hominivorax 和 Chrysomyia bezziana）尤为严重^4,7,8,9,10，兼性寄生虫如羊丽蝇（Lucilia cupri....

方案

蝇类样本通过诱捕器获取，而非从受侵袭的动物身上采集。已获得SISBIO许可证（67867-1），允许在实验室条件下采集和饲养丽蝇科（Calliphoridae）的蝇类。在巴西，昆虫样本的研究无需接受伦理审查。牛源肉类和血液均购自商业渠道，无需伦理审批。

1. 幼虫取食偏好

1. 含有2%琼脂的培养皿的制备
   1. 准备四个含有2%琼脂的培养皿。具体操作为：将6 g细菌学琼脂加入300 mL水中，并在微波炉中熔化该混合物。然后将熔化的琼脂液均匀分装至四个玻璃培养皿（150 × 20 mm）中，每个培养皿使用约70 mL。
      注意：培养皿的数量应根据所需实验重复次数进行准备。本研究中使用了36个重复。
   2. 待琼脂完全凝固后，使用一个50 mL的锥形管（直径3 cm）在琼脂表面打四个孔，每个培养皿两侧各打两个孔，按照提供的切割模式进行（图1）。
      注意：该设置与Fouche等（2021）⁴⁰和Boulay等（2016）⁴²先前描述的方案类似。
2. 底物的制备
   1. 制备含血的新鲜肉时，将12 mL稀释的牛血加入200 g新鲜牛肉糜中，充分混合。务必为每种类....

结果

为了证明所提出方法的有效性，实验采用实验室种群进行 Lucilia cuprina （丽蝇科），一种兼性寄生的丽蝇²该物种获得的全部原始数据集可在此处找到 补充文件 S3 与幼虫和雌虫基质偏好实验的结果进行比较。为了评估幼虫和雌虫是否对任一基质具有偏好性，将观测数据与1000组模拟数据集进行比较，每组模拟数据代表随机选择（见代码） 补充文件 S1）。具有统计学意义的比较所占的百分比（p < 0.05）被用作评估偏好的指标。分析结果表明，幼虫对腐烂基质表现出显著偏好 25 °C (图6A, 表1）因为观测数据与每个模拟随机选择数据集之间的全部1000次比较在肉类和温度条件下均显示出显著差异。同样，雌性个体也表现出对 25 °C：在观察数据与随机选择之间的比较中，有69.7%具有显著性差异（图6B, 表1）。然而，它们.......

讨论

了解取食习性的演化，特别是在丽蝇寄生行为背景下的取食习性，需要研究丽蝇在不同生活阶段对取食或产卵基质的偏好。因此，本研究提出了一套可靠且简便的方法，用于探究丽蝇幼虫和雌成虫对基质的偏好性。这些方法已在 Lucilia cuprina一种兼性寄生的丽蝇²有趣的是，实验揭示了在25 °C条件下对腐肉具有明显的趋向性 L. cuprina 幼虫，符合腐食性物种通常所利用的条件。这与Fouche等人的一项研究结果不同⁴⁰，表明其更偏好新鲜的肝脏底物 Lucilia sericata 和 丝光绿蝇 并表明腐烂的基质对存活和生长产生了负面影响。然而，由于肉类腐败程度（七天）不同，很难对这两项研究的结果进行比较。 与 五个（在本例中）以及分解过程（完全厌氧） 与 好氧和厌氧条件（在本研究中）存在差异，所使用的物种也不同。此外，本研究中实验的观察结果表明，雌虫更倾向于在25 °C条件下产卵，而对于腐肉仅表现出轻微的偏好。这些结果表明，幼虫与雌虫的选择并.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
琼脂	Sigma-Aldrich	05038-500G	用于微生物学
黑色纸板	-	-	70x50 cm
含抗凝剂的牛血	-	-	50% 纯牛血加抗凝剂（3.8% 枸橼酸钠）+ 50% 过滤水
牛绞肉	-	-	脂肪含量约 7-8%
刷子	-	-	塑料制成
锥形管	Falcon 或通用品牌	-	50 mL
十字形玻璃容器	手工制作	NA	48x48 cm，高 8 cm，宽 8 cm
锥形瓶	Vidrolabor	NA	500 mL
70% 乙醇	Synth	A1084.01.BL	70% 无水乙醇 + 30% 过滤水
量筒	Nalgon 或通用品牌	-	500 mL 和 50 mL
加热垫	Thermolux	-	尺寸 30x40 cm，功率 40 W，电压 127 V
红外测温仪	HeTaiDa	HTD8808	非接触式体温计（采样速率：0.5 S， 精度：±0.2 °C， 测量距离：5-15 cm）
培养皿（玻璃）	Precision	NA	尺寸 150x20 mm
			（注：若仅使用一次，培养皿可为塑料材质）
聚苯乙烯培养皿	Cralplast	18130	尺寸 60x15 mm
塑料巴斯德吸管	-	-	3 mL（总体积）
枸橼酸钠	Synth	C11033.01.AG	3.8% 枸橼酸钠（38 g 溶于 1 L 过滤水中）
勺子	-	-	需准备多个勺子，每种肉类基质各用一把。建议使用不锈钢材质。
不锈钢刮刀	通用品牌	-	一端扁平，另一端呈勺状
体视显微镜	Bioptika	-	WF10X/22 镜头
镊子	-	-	金属材质，尖端精细
白色 LED 灯带	NA	NA	4.8 W，2x0.05 mm²，320 流明，色温：6500 K（白色）