九月的傍晚,日照一天短两三分钟,肉眼几乎察觉不到。对许多昆虫,这十几分钟的累积就是开关。同一批卵,孵化后放在日照 14 小时与 13 小时的两种环境里,前者继续发育,后者全部停育,差别只在一小时的光。
临界日长是一条陡坎,不是缓坡
把同一批个体分成几组,给 11 至 14 小时之间几档光照,滞育率常在某一档突然从接近零跳到接近满值。这个跳变点就是临界日长,温带昆虫多在 12–14 小时之间,相邻两档只差 30 分钟。
陡坎的形状说明它像开关而不像调光器。本文判断:野外判断某地种群是否已进入滞育诱导期,看的是日长有没有越过这条线,而不是看气温降到了哪个数值。降温只是叠加因素。
北方种群更早关闸,临界日长更长
同种昆虫,高纬度种群的临界日长比低纬度种群长。以玉米螟为例,北方种群在 14 小时上下就开始出现滞育个体,南方种群要到 13 小时左右。差出来的一小时,对应秋季提前到来的那十几天。
这不是临时适应,而是地方种群长期分化的结果。把南方种群移到北方,它会在初霜前还没停育;把北方种群移到南方,它会过早停育,浪费半个生长季。虫情预报要算这一笔。
光由头部接收,反应却可能落在下一代
感受光周期的器官多在头部,复眼、脑或表皮都可能参与,因类群而异。遮住头部与遮住腹部,滞育率能差出一倍以上。信号进入后并不立刻执行,中间要经过激素的串联,脑激素与蜕皮激素、保幼激素的平衡决定停还是不停。
有的种类把判断留给母亲。家蚕母蛾在胚胎期经历长日照与高温,产下的卵就不滞育;经历短日照,产下的卵滞育越冬。此时看产卵当时的天气已无意义,信号早在上一代就写进去了。
温度会挪动这条线,但挪得不远
短日照加低温,滞育诱导更彻底;短日照加高温,滞育率下降。部分种类在 25 摄氏度以上时,即使日照偏短也不进入滞育。温度是修饰项,光周期是主开关,两者的权重不能颠倒。
也有反例:某些高寒地区的种类,温度的作用超过日长,夏天一场寒潮就能触发停育。本文判断:在季节温差大的地方记录物候,光周期与温度要同时记,只记一项事后无法回溯。
关键数据
下列数值取自温带地区的实验种群,用于对照尺度。日长按日出至日落计,不含曙暮光。
- 温带昆虫临界日长多在 12–14 小时
- 滞育率在临界点附近可由不足 5% 跳到 80% 以上
- 北纬 40 度附近,秋分前后日长每天缩短 2–3 分钟
- 同种北方种群临界日长可比南方种群长约 1 小时
- 低温增强短日照的诱导效果,高温则削弱
- 同一批卵可有 5%–20% 的个体不响应光周期
恒温恒光的人工环境会把这条线抹平
室内连代饲养,光周期反应会衰退,十几代后滞育率显著下降。灯诱、路灯与温室补光也会改变局部日长,城市种群的反应常比郊区弱。此时用临界日长推断野外状态并不可靠。
个体差异同样存在。本文判断:临界日长是群体统计量,不是单只个体的属性;要判断一个种群,至少观察 50 只以上,并在记录里注明测试温度与光周期设置。
参考文献
- 彩万志 等 主编.《普通昆虫学》(第二版). 中国农业大学出版社, 2011. —— 昆虫光周期反应与滞育章节。
- 张巍巍, 李元胜 主编.《中国昆虫生态大图鉴》. 重庆大学出版社, 2011.
- 中国科学院动物研究所. 中国动物主题数据库(zoology.csdb.cn),检索日期 2026-11-08。