微型寄生蜂的惊人繁殖策略或将变革全球农业

斯特灵大学的丽贝卡·博尔顿博士首次证实，微小蜂种豆蚜茧蜂（Lysiphlebus fabarum）可在有性或无性状态下繁殖。这项发现挑战了此前关于无性生殖雌蜂无法交配并进行有性繁殖的假设。

重要的是，这类寄生蜂将卵产在名为蚜虫的吮吸汁液的小型昆虫体内，随后从内而外地蚕食宿主——这意味着它们是天然的害虫控制者。

已知豆蚜茧蜂同时存在有性和无性种群，但此前学界并不确定无性生殖雌蜂能否与雄性进行有性繁殖。该发现为改进生物害虫防治开辟了新路径。

许多寄生蜂种类被大规模培育并释放，作为化学农药的天然替代品。它们将卵产于其他物种体表或体内（其中许多是害虫），发育中的蜂幼虫随后蚕食宿主致其死亡。

无性繁殖利于大规模生产蜂群，但这些蜂群需充分适应当地害虫和环境才能发挥效用。尽管豆蚜茧蜂在全球广泛分布且天然针对蚜虫，目前尚未实现商业化应用。

深入理解该物种的繁殖机制，有助于增强商业培育品系的遗传多样性，使未来生物防治媒介更具适应力和韧性。

领导此项研究的自然科学学院生物与环境科学讲师博尔顿博士表示："从进化角度看，兼性生殖堪称完美策略——无性繁殖效率极高，既免去寻找配偶的成本，又规避了求偶失败的风险。

"但有性生殖对进化至关重要。雌性进行无性繁殖时，其基因不会与其他个体混合，这限制了进化潜力。

"当环境变化时，无性物种可能无法像有性物种那样适应。

"兼性生殖兼具无性繁殖的效率与有性繁殖的进化优势，因此被称为两全其美的策略。

"然而我的研究表明，兼性生殖可能存在隐性代价——它会降低雌蜂的繁殖成功率，这可能限制其在自然界中的发生频率。

"我研究的蜂种是蚜虫的重要天敌，虽然尚未商业化培育，但遍布全球。

"我的发现可用于开发新型生物防治媒介，通过利用其天然繁殖行为控制全球蚜虫，确保它们能适应不同地区的特定宿主和环境。"

博尔顿博士在校内受控环境设施（CEF）培育蜂群，原计划让无性和有性蜂群直接竞争，观察哪方寄生更多蚜虫。

但在实验初期，她发现无性雌蜂出现异常行为：正与有性种群的雄性交配。

这促使策略调整，她开始详细记录该行为，随后进行蜂群父系检测，以确认无性雌蜂是单纯交配还是实际完成受精。

确证无性蜂存在兼性生殖行为后，博尔顿博士设计实验：让无性雌蜂分别进行交配或保持独处，继而检测这些雌蜂及其后代寄生蚜虫的成功率。

研究中将约300只体长1毫米的寄生蜂分别置于培养皿，与吮吸汁液的蚜虫群落共存，统计被寄生的蚜虫数量。

豆蚜茧蜂成虫寿命仅数日，但幼虫阶段需在宿主身上发育两周。

整个实验跨越两代蜂群，历时六周完成。

实验结束后，博尔顿博士提取蜂群DNA进行父系检测。结果显示：多数交配过的无性蜂实际进行了有性繁殖——其后代携带仅来源于父系的DNA片段。

这项题为《兼性生殖是寄生蜂豆蚜茧蜂的两全之策吗？》的研究发表于《皇家学会开放科学》。

研究由英国生物技术与生物科学研究理事会（BBSRC）探索奖学金资助。

BBSRC执行主席安妮·弗格森-史密斯教授评价："这是BBSRC探索奖学金支持杰出早期职业研究者探索具有现实意义的生物科学基础命题的精彩范例。

"博尔顿博士的研究量化了这种优势无性生殖寄生蜂的有性繁殖代价，为发展更可持续的害虫防治开辟了前景。支持此类好奇心驱动的研究不仅夯实英国科研基础，更能推动惠及环境、粮食系统和全社会的创新。"