中科院昆明植物研究所研究員孫衛(wèi)邦團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年探索,解析了胡蜂傳播對(duì)大百部種子的識(shí)別機(jī)制及其生態(tài)意義。
胡蜂傳播,即種子被胡蜂科昆蟲進(jìn)行傳播,是蟻播植物中罕見的種子傳播類型。目前僅在3個(gè)被子植物科中被發(fā)現(xiàn),即Vancouveria hexandra、齡草屬的種類、沉香屬的種類。然而胡蜂到底是偶然傳播蟻播植物的種子,還是它們之間已形成互利合作的穩(wěn)定進(jìn)化關(guān)系卻沒得到機(jī)制上的闡述。種子釋放視覺的、嗅覺的或味覺的信號(hào)是否能指引胡蜂定向識(shí)別和傳播種子也是有待解決的問(wèn)題??紤]到社會(huì)性,胡蜂是泛化的捕食者,對(duì)昆蟲體表的碳?xì)浠衔锸置舾?,孫衛(wèi)邦研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)“聞起來(lái)像獵物”可能是胡蜂傳播種子的重要原因。雖然胡蜂傳播種子十分罕見,但胡蜂飛行能力強(qiáng),能促進(jìn)蟻播植物進(jìn)行長(zhǎng)距離傳播,從而使之更有利于拓展新生境、促進(jìn)居群間的基因交流、減少親本與后代的競(jìng)爭(zhēng)等。解析胡蜂的感知系統(tǒng)和種子信號(hào)的關(guān)系,將有助于理解胡蜂在植物長(zhǎng)距離傳播中扮演的角色及其進(jìn)化意義。
研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行百部屬植物調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),大百部蒴果內(nèi)的傳播體在其自然生境及植物園人工栽培條件下均會(huì)被胡蜂取食和傳播。胡蜂取食大百部傳播體的過(guò)程極像它們?nèi)∈称淅ハx獵物時(shí)的行為:覓食的胡蜂呈現(xiàn)之字形的飛行軌跡靠近大百部的傳播體,當(dāng)接近傳播體的距離約10厘米時(shí),胡蜂會(huì)猛撲向傳播體,仿佛正在捕食潛在的獵物。當(dāng)胡蜂花費(fèi)幾分鐘時(shí)間咬掉攜帶油質(zhì)體的種子后,它會(huì)飛行一定距離,找到適合的地點(diǎn)對(duì)攜帶的傳播體進(jìn)行加工,該行為也類似胡蜂加工昆蟲獵物時(shí)的行為(即將獵物去頭去尾,只取食中間的肌肉部分,然后將這部分用口器和腳搓揉成肉糜并帶回巢穴飼喂幼蟲)。胡蜂搓揉大百部傳播體,咬掉大部分油質(zhì)體后丟棄的種子落到地面上會(huì)被覓食的螞蟻進(jìn)行第二次傳播。
孫衛(wèi)邦研究員帶領(lǐng)的極小種群野生植物綜合保護(hù)團(tuán)隊(duì)的陳高博士,通過(guò)和中科院西雙版納熱帶植物園汪正威博士、文平博士及華中師范大學(xué)的艾輝博士合作,通過(guò)野外調(diào)查、化學(xué)分析、觸角電位測(cè)定、胡蜂觸角上的蛋白受體確定及系列的行為實(shí)驗(yàn),解析了大百部種子被胡蜂傳播的機(jī)制。研究揭示:胡蜂在大百部種子傳播過(guò)程中扮演長(zhǎng)距離傳播的角色;大百部油質(zhì)體在模擬昆蟲血淋巴的同時(shí),釋放的嗅覺線索是維持胡蜂和大百部傳播體關(guān)系的重要信號(hào);胡蜂和螞蟻協(xié)作傳播大百部種子的行為可以用來(lái)解釋該物種目前的分布格局。該研究成果在線發(fā)表于植物學(xué)領(lǐng)域主流期刊New Phytologist上。
據(jù)介紹,該研究能為解析其他蟻播植物居群時(shí)空分布格局形成的研究提供理論基礎(chǔ)和新的思考視角。探索這些不常見的種子傳播策略有利于人類真實(shí)地了解復(fù)雜的動(dòng)植物互惠關(guān)系。
農(nóng)業(yè)網(wǎng)(Agronet.com.cn)微信掃一掃: 盡“掃”天下農(nóng)商情
相關(guān)新聞更多
新聞關(guān)鍵字: 種子