胭脂虫
胭蚧科胭蚧属昆虫
胭脂虫(学名:Dactylopius)是指雌虫能生产胭脂红色素的一类介壳虫,属胭蚧科胭蚧属昆虫。胭蚧属物种有时会被泛称为“胭脂虫”,但更多时候这个名称专指胭蚧属的Dactylopius coccus这个物种,生产中饲养用以制取胭脂红的主要为Dactilopius coccus。雌虫略大于雄性昆虫,长度为5毫米,但无翅膀。胭脂虫内部全是胭脂红色素,但外表仍呈白色或灰色。
动物学史
分类史
林奈(1758)将商业用的胭脂虫种命名为Coccus cacti。Costa(1835)将它放入胭蚧属(Dactylopius)中。Green(1912)将该科的所有种都归到软蚧属(Coccus)中。Ferris(1955)在北美鉴定了4个种,绘图并作了简要的描述。Mann(1969)鉴定了7个种,并对每个种的分布及寄主种类进行了描述,但没有作图,有些种被后来的学者认为是同1个种。De Lotto(1974)将洋红蚧科归结为1个属,9个种,其中5个种是以前已经描述过的,另外4个种是他命名的新种,他对这4个种都绘了图并作了详尽的描述。Karny(1974)对9种胭脂虫的形态、命名、寄主、产地等进行了详细的研究。Moran(1981)对洋红蚧属的9个种进行了形态描述。Macgregor等(1983)对洋红蚧科进行了编目,并描述了5种胭脂虫。Guerra(1992)对洋红蚧属的9个种的雌成虫重新进行了描述,并绘了图,同时就形态上的亲缘关系进行了探讨,提出了洋红蚧属的系统发育图谱。
过去由于描述虫期不同,形态标准各异,再加研究技术条件的差别,往往将一些广布性和泛食性种描绘为多种,所以像属模种polonica即有20个同物异名之多,除此,还可能有潜在的变种或亚种,所以研究此属的分类确是一个艰巨复杂的任务。研究历史中在此值得一提的是一位已故的波兰动物学家A. W. Jakubski。他在参加第一次世界大战以后,潜心研究此属分类计划编写四卷有关专著, 阐明此属在珠蚧科中的分类及其地位,据知已完成两卷,不幸手稿毁于第二次世界大战。但自1948年起他又在大英博物馆研究历时九年,后染病早逝,留存大批手稿,经该馆作为资料打印成册,于1965年非正式出版。此稿被认为是研究本类的重要著作,但尚无专文论证其确切价值,仅被局部引用。
胭蚧属物种为单系群,当下包括有11个物种。当中有九个物种长久以来便属于胭蚧属,另外的两个种除了2012年才被描述的D. gracilipilus,余下的物种D. bassi乃2001年从软蚧属(Coccus)转过来的。
利用史
胭脂虫颜料曾为美洲早期历史上的阿兹特克人和玛雅人所使用。胭脂红曾被视为高贵之物,是各社区每年献给皇帝的贡品。前往美洲的西班牙人也看到了它的潜力,因为这种颜料比当时欧洲使用的颜色更为明亮。当代合成染料出现以前,这种颜料在欧洲很受欢迎。胭脂红作为有价值商业品曾出现在主要商品交易中心,如伦敦和阿姆斯特丹。高档胭脂颜料曾被英国军方用于夹克军服,也被用于罗马红衣主教法衣。
19世纪,胭脂昆虫被人带到加那利群岛,结束了墨西哥人对胭脂红的垄断。1862年,加那利群岛销售了2730吨胭脂红,相当于四千多亿只昆虫。胭脂红主要作为织物染料使用虽然发生在合成染料时代之前,但当时的胭脂红也被用于食品和化妆品。它广泛用于各种水果制品、饮料、糖果和动物产品。化妆品胭脂是一巨大成功,胭脂红仍然流行用于化妆品。
19世纪中叶,随着茜素基深红色颜料的出现,胭脂红用量急剧下降,进入20世纪后使用量几乎为零。随着当前用天然食品添加剂替代合成添加剂趋势的出现,胭脂红又受到了重视。然而,胭脂红生产商曾试图隐瞒其昆虫来源事实。当然,这对于素食者食品来说是不允许的,某些宗教人员不食用通过杀死活虫得到的色素。欧盟委员会已经为这种色素提供E-编号。
养殖史
西班牙人到达新大陆之前,胭脂虫已被当地人种养,用于染料。西班牙人把这种颜料运到西班牙,并迅速成功,从而产生了一种行业。到了1600年,胭脂红已成为墨西哥一种重要的出口产品,产值上仅次于金银。出口的需求带动了胭脂虫的生产,整个17和18世纪,生产规模也不断扩大。仅在瓦哈卡地区,1758-1780年期间每年胭脂红的平均产量达到100万磅。可以想像,西班牙人千方百计想保守饲养的秘密,从而保持在胭脂虫生产上的垄断地位。当局禁止活胭脂虫的出口,甚至企图掩盖胭脂红是昆虫的事实,甚至传播胭脂红是从植物中提取的这样的假信息,直到安东宁·列文虎克在他的显微镜下才揭开神秘的面纱。
最后法国人也设法在他们的领地建立了胭脂虫养殖场,并于18世纪中期,成功地在阿尔及尔生产了胭脂虫。胭脂虫也被引入加那利群岛,短期内成为这种染料的主要出口地。1831年,整个加那利群岛的胭脂虫生产量只有4千克,到了1850年,年产量已提高到40万千克。
胭脂虫的产量不及1000吨,远低于需求量,价格看好,国际市场每千克干虫可达10多美元。中国已于2000年引入胭脂虫。中国西南地区分布着大面积的干热河谷,如金沙江元江澜沧江怒江等流域,不适于发展农业,但却适于仙人掌的生长。如果在这些地方种植仙人掌并饲养胭脂虫,将对生态环境的改善、农民收入的增加产生积极的作用。大量的胭脂红也可以改变“谈红色变”的境况。
形态特征
虫体卵形,分节明显,长2.3-3.2毫米,宽1.5-2.2毫米。触角发达,7节,长143-173微米,具粗钝的刺毛,两触角间距143-270微米。眼突出,直径36-51微米,两眼间距306-714微米。足中等粗度,较短,爪无小齿,跗冠毛和爪冠毛细长。气门喇叭状。胸部腹面有3个腹疤。管腺具宽的内管,分布整个腹面。腹面的五格腺在前后气门的周围分布,不成列,在腹部末端则成簇。背面的五格腺单个或成群分布,常与一个管腺相连,3个一群排成品字形状者最为常见,而一群中五格腺数量为5-9个。背刺为截柱状,基部扩大,散布全身,且在腹部的多而大,头部的少而短。肛门开口于虫体背面末端,肛环及肛环刺毛均无。
体形:雌成虫卵形或球形,体被白色蜡粉(如D. coccus)或长的白色蜡丝(如其他胭脂虫种类)‚去蜡后,虫体呈紫红色。雄成虫体暗红色,比雌成虫,‚具一对前翅,后翅退化为平衡棒。
分节:头部和胸部愈合,无明显的节,腹部分10节,阴门开口于第8节与第9节腹面中央。肛环位于第10节背面。
背面:雌成虫有很多腺孔,不同类型腺孔的结构和分布是洋红蚧科分类的基础,所有的腺孔均为5分室类型,形状为五角形,具5个小室。腺孔分为2类:窄边孔和宽边孔。刚毛形状和长度不一,有具秃顶或圆顶的圆柱形,也有具尖顶的头发状刚毛,刚毛形状和分布是分类的一个重要特征。
腹面:复眼位于腹面上,锥形,大,突出。无单眼。触角常较短,6或7节,有的种3,4节分节不明显,第2,3节间有1感应孔。口器常有一三角形基部,支撑上颚及上颌骨,下唇3节,呈三角形。足在若虫期发达,成虫期退化。
虫体椭圆形,长1.3毫米,宽0.7毫米。触角发达,6节,长约0.1毫米,基部3节粗壮,端部3节明显变细,末节较长,呈圆棒状,上有多根长刚毛。眼半球形,位于触角下方。口器刺吸式,口针很长。足3对,发育良好,跗冠毛和爪冠毛各一对,均细长,爪无小齿。前后气门大,长勺状,硬化了的气门盖为不规则的形状,无明显的气门路。五格腺分布全身,以腹面和背面的腹节为多,在腹面的最后腹节五格腺成簇,多达30个或更多。管腺具宽的内管在腹面体缘区分布,数量不是很多,头部也有少量分布。腹面刺毛细长,零星散布。背面刺毛柱状或截锥状,呈带状分布,共5条,背中区1条,亚中区2条,缘区2条。体缘背刺在腹部最后几个腹节为两个一组,相当粗壮,且周围有一小簇五格腺,朝向头部刺毛逐渐变短变细。背刺长度与扩大了的基座直径比为1.3-1.6,虫体腹末无臀瓣,肛门形状为横向裂口。
栖息环境
胭脂虫主要栖息于仙人掌上。
分布范围
胭脂虫原产于南美洲和中美洲,尤其是盛产宿主仙人掌的墨西哥。包括澳大利亚、巴西、西班牙、法国、印度、牙买加、肯尼亚、马达加斯加、摩洛哥、美国、毛里求斯、墨西哥、巴基斯坦、南非和斯里兰卡等国家。
生活习性
胭脂虫将嘴中喙状器官插入宿主仙人掌。它们在吮吸营养物的过程中保持不动状态。经体型略小带有翅膀的雄虫受精后,雌虫体型变大,并生出非常小的若虫。若虫生产胭脂红色素,使其自身内部呈深紫色。若虫分泌白色蜡状物保护自身,以防失水和阳光引起的伤害。具有蜡质层的幼虫会移动觅食。当它们移动到仙人掌边缘,有时会被风带到新的宿主仙人掌。
胭脂虫以吸食仙人掌韧皮部内的汁液为食,摄取糖分和部分氨基酸等营养物质,因此,胭脂虫(尤其是野生胭脂虫)被视为仙人掌的主要害虫。仙人掌的汁液主要由水(约占88-95%)组成,氮含量较低,约为0-0.5%,为获取更多的养分,胭脂虫体内均有相应的共生菌,以弥补胭脂虫饮食中氮的缺乏,并提供其生长所必需的氨基酸,同时回收尿酸,增加胭脂虫的寿命。
生长繁殖
雌虫有4个发育阶段:卵,1龄若虫(爬虫),2龄若虫,成虫。雄虫有6个发育阶段:卵、1龄若虫、2龄若虫、前蛹、蛹、成虫。
下级分类
参考资料
近种区别
胭蚧属与其他科属蚧虫的差别在于:其体液含红色素,并且只寄生在仙人掌科植物上。中国内蒙古、新疆、宁夏一带发现的“胭脂虫”实际上并非中国以外饲养利用的胭脂虫,其属于胭珠蚧属(Porphyrophora),寄主为豆科、蔷薇科及禾本科植物。
主要价值
胭脂虫红仍作为一种重要的红色染料应用于纺织品、食品、饮品、化妆品、准药品以及医药品等。胭脂虫因其独特的膳食,使其体内产生一种红色素,可以制成一种名为“胭脂红”的染料,可用来给织物上色、制作化妆品和食用色素,是一种品质优良的纯天然、无毒副作用的动物色素。“胭脂红”的国际市场价格颇高,且市场需求量速度增加,加之合成色素在大范围内被禁止使用,养殖胭脂虫具有广阔的发展前景,中国及亚热带半干旱的许多地区已广泛养殖。
逸闻趣事
丹尼尔·罗兰德尔(Daniel Rolander)1755年被林奈派往苏里南,之后,他将海量的植物和昆虫标本带回了瑞典。但是,回到瑞典后,他根本不想让林奈接触他的标本。在罗兰德尔去世若干年后,人们对他的成就进行了重新评价,本书后面还会提及罗兰德尔。
在罗兰德尔回到瑞典之前,他和林奈已经碰到了坏运气。林奈原本委派他的这位学生去完成一项特殊任务——采集胭脂虫。在南美洲热带地区,有的仙人掌上会寄生一种介壳虫,名叫胭脂虫,由胭脂虫可以提炼出一种红色染料,非常昂贵。林奈计划在瑞典成倍培育胭脂虫,然后生产染料出口,从而获得丰厚的利润。
罗兰德尔发回的仙人掌和一大批胭脂虫先于他本人抵达了瑞典,但是淳朴的园丁打开仙人掌的包装后,以为这些难得的小昆虫是仙人掌在运回瑞典的路途中引来的害虫,于是奋力将它们一只不剩地全部扑杀。林奈闻讯后悲伤过度,以至于犯了严重的偏头痛。
人工繁养
D. coccus的养殖历史悠久,最传统的养殖方式为野外培育。世界上大多数D. coccus的饲养方法为人工养殖。其培育技术主要分为放虫、管理和采收三个环节,其中切片接种法(Infested cladode)和纸袋接种法(Tulle bag)是国外比较常见的D. coccus放养方法。仙人掌掌片上D. coccus的数量是获得高产的关键性因素,成功接种D. coccus的掌片经室内挂放即可进行虫体培育。由于气候等环境条件的不适宜,导致中国无法采取同样的方式进行饲养,需要通过人为改变饲养条件以满足D. coccus的生长需求。在中国,D. coccus一般养殖于大棚或房屋内,将仙人掌悬挂其中并接种D. coccus,待雌性D. coccus成熟后便可采收。中国培育D. coccus的试验点主要分布于昆明、禄丰、六库、景东、兴义等地。
除传统方式的养殖,Magakian等(1977)试图在培养其他昆虫物种的培养基中培养胭脂虫细胞。于悬浮液中获得初始的胭脂虫细胞培养物后放于基质(玻璃)中,但7天内便发生死亡。在悬浮培养过程中,发现两个增殖活性峰,两峰之间出现细胞的倍性增长以及死亡。在第一周的培养期内,色素颗粒便消失了。且使用不同培养基进行培养过程中并未发现细胞行为的明显差异。
参考资料
《森林与人类》:胭脂虫之迷.新浪 科技时代.2007-12-10
最新修订时间:2024-10-22 21:34
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