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植物界遭遇生育“杀手”

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在生物界,除了像蜜蜂这样“正派”的采蜜者外,还有一些采花贼会从花冠上直接打洞进入,从中取食花蜜,吸食之后也不提供传粉服务,因此这种行为被描述为“盗蜜行为”。盗蜜行为对植物的繁殖会产生影响,导致植物的繁殖成功率降低。

长期以来科学家对盗蜜行为的研究几乎都是针对异交植物,很少有人会注意到它对自交植物的影响。因为自交的植物没有传粉者。

然而,最近中国科学院昆明植物研究所杨永平研究员和段元文副研究员以及硕士研究生张婵,历经两年的研究,发现盗蜜行为能通过降低植株的可用资源状态改变自交植物的繁育结果。目前,该研究成果发表在国际植物学主流期刊《新植物学家》杂志上,审稿专家对这一研究的结果给予了很高的评价。

杨永平告诉记者,鸟类(如蜂鸟)、昆虫甚至哺乳动物(如松鼠)中都存在盗蜜行为,当然最主要的盗蜜者还是昆虫,尤以蜂类(如熊蜂和木蜂)为主。据统计,被盗蜜的植物有59个科214种,尤其是具有长花管和蜜距的植物,如凤仙花属、紫堇属、倒挂金钟属、马先蒿属、翠雀属和乌头属等。连续的盗蜜将导致植株持续分泌花蜜,极大地影响受精胚珠的发育过程,最终必然会导致选择性种子败育。

2001年,研究人员在中科院海北高寒草甸生态系统定位观测站附近进行了观察和系统实验,在海北站附近分布的喉毛花,完全以自交的方式产生种子,但令人惊奇的是该地区的喉毛花却分泌了大量花蜜。同时,他们发现喉毛花最频繁的访花昆虫是克什米尔熊蜂,并且克什米尔熊蜂就是“盗花贼”,它通过在花冠基部打洞的方式获取喉毛花的花蜜但并不为其传粉。

杨永平告诉记者,遗憾的是,由于缺乏数据,当时他们对此现象并没有找到一个合理的解释。

直到2010年他们在中科院海北高寒草甸生态系统定位观测站,以龙胆科喉毛花属植物喉毛花为研究对象,结合2001年的试验结果发现:盗蜜可能通过降低喉毛花用于发育受精胚珠的资源而引起种子选择性败育,进而降低了被盗蜜花儿产生后代的近交衰退,但这并没有促进自交的进化。

杨永平表示,这一研究结果首次有力地挑战了以往认为盗蜜对自交植物没有影响的观点,并拓展了人们对植物和盗蜜者相互关系的理解,极大地推动了盗蜜研究领域的新进展。