光周期反应photoperiodical reaction

昆虫对环境光照周期变化节律的适应所产生的各种反应。也称光周期现象(photoperiodism)。光周期变化对昆虫的地理分布、形态、季节生物学、生长发育、新陈代谢和行为都有深刻的影响。1933年萨布罗斯基等(C. W. Sabrosky,et al.)对窄菱蝗成虫和若虫的研究，以及科古利(M.Kogure,1933)对家蚕胚胎滞育的研究，首先揭示光周期变化对昆虫滞育的影响。
光周期 光照有昼夜交替形成的光周期日变化。一年内光周期的日变化又有季节变化，在北半球，夏至昼最长夜最短，冬至昼最短夜最长； 秋分是夏至昼长向冬至昼短变化的转折期； 春分是冬至昼短向夏至昼长变化的转折期。“春分秋分，昼夜平分”，这是光周期的年变化。同一纬度上光周期年变化节律相同，不同纬度上光周期年变化的节律不同。但在赤道上夏至和冬至光照时数没有差别，随着纬度增加，夏至光照时数依次增加，冬至则依次缩短。在65°N以上，夏至前后整天可见太阳，冬至前后整天都呈黑夜。北半球不同纬度光照时数的季节变化如下图：

（月份）

北半球不同纬度日照时数的季节变化

光周期与滞育 对昆虫光周期现象研究最多的是滞育(diapause)问题。不利的物理环境条件来临时，昆虫生长发育的反应有两种表现： 一种是休眠(dor-mancy)，即在过低或过高温度下，昆虫发育暂时停顿而越冬或越夏的现象，一旦温度回到适宜范围时，休眠即解除，如东亚飞蝗属于这一类型。另一种是滞育，滞育昆虫在恶劣环境，如冬季低温、夏季极端高温、干旱或食物缺少的季节来临前即可从日照变化获得信息，提早进入发育停顿状态。已滞育昆虫即使移放到适温下，也难解除滞育，因此具有较深沉的反应，如家蚕、棉铃虫等属于这一类型。滞育是昆虫对不利环境的一种适应，是抑制发育的一种遗传决定状态。光周期变化是引起昆虫滞育的主要环境因素。引起昆虫种群50%左右个体进入滞育的光周期界限称临界光周期(critical photoperiod)。滞育昆虫表现出发育停滞、代谢下降、相对地不活动并潜伏在特定环境中。某些一化性昆虫在每一世代每个个体都要经过一段时期的滞育，称必发滞育(obligatory diapause)；某些多化性昆虫只在临界光周期来临时诱发滞育，称偶发滞育(facultative diapause)。不同种类昆虫的滞育虫期不同，如三化螟、棉红铃虫、苹小食心虫、桃小食心虫、玉米螟等以老熟幼虫滞育；棉铃虫、菜粉蝶以蛹滞育；天幕毛虫以卵内未孵幼虫滞育。昆虫对临界光周期的敏感虫期往往在滞育虫期之前，如三化螟、玉米螟是在3、4龄幼虫期、家蚕是在胚后期和早期幼虫期，几乎提前一个世代。
依据滞育与日照时数的关系，昆虫的滞育可归纳为4种类型：❶短日照滞育(short-day diapause)，在日照不足8小时诱发的滞育，如马铃薯甲虫、棉红铃虫等；长日照有利此类昆虫生长发育，又称长日照型昆虫；
❷长日照滞育(long-day diapause)，临界光周期一般为14～16小时，较高温度和长日照诱发滞育。如家蚕、苜蓿叶象甲等；短日照和低温有利这类昆虫，又称短日照型昆虫。
❸滞育仅在10～14小时日照范围内出现，短于8小时和多于16小时均不滞育，可称短日照一长日照型昆虫，如玉米螟、梨小食心虫、大菜粉蝶等，
❹滞育可在长日照和短日照下出现，只在比较长日照的一狭窄范围内不滞育，如桃小食心虫。
光周期与行为 光照的昼夜变化，使不同种类昆虫表现不同的生活方式，可分为：夜出性(nocturnal)如蛾类，昼出性如蝶类，晨昏性(crepuscular)如蚊类，避光性如疟蚊等。光周期对迁飞昆虫行为有影响，如短光周期(8小时)和上升气温(22°～30℃)是诱发稻纵卷叶螟迁飞的因素，夏季长光照和高温引起向北迁飞，秋季低温短光照引起向南迁飞。
光周期与体色 昆虫受到光周期变化的刺激时，引起体内色素的重新排列，如菜粉蝶蛹在长光照下呈绿色，在短光照下呈褐色。

光周期反应photoperiodical reaction

生物对日照长短规律性变化的行为反应。光对昆虫滞育的影响主要是光周期反应。每日日照时间的长短因季节和地理纬度而变化，如温带地区冬季日照短于夏季，纬度愈高变幅愈大，但在同一纬度下年度间变化不大。引起昆虫滞育的光周期反应有短日照滞育型、长日照滞育型、中间型和无光周期反应型。