中国科学院昆明植物研究所
昆明植物所在“腐尸花”植物类群的繁殖策略(欺骗性传粉及胡蜂攻击性传播种子)方面取得新进展
文章来源:昆明植物园     发布时间:2017-11-13

  被子植物的花或花序通常部署变化多端的动物感知信号来吸引它们的潜在传粉者,这些信号一般是非接触的嗅觉和视觉信号,或接触性的味觉和触觉信号。目前对这些植物释放的信号及其相关功能的综合研究还比较缺乏,但破译这些花信号与传粉者的关系对分析有花植物的成功繁殖具有重要的意义。

  中国科学院昆明植物研究所孙卫邦研究团队的陈高博士与红河学院的公维昌博士及奥地利维也纳大学的Johann Schinnerl博士合作,通过使用动态顶空吸附、气相色谱-质谱联用仪并结合各种合成的标准化合物研究了百部属不同种的恶臭花气味组成。同时比较了百部属不同种类物种的其他花特征变异(花寿命、花大小、花蜜回报、花色等)和传粉者识别行为等。在挥发性成分中,主要的成分为人类闻起来特别恶臭的二甲基二硫、二甲基三硫、1-吡咯啉、丁酸、对甲基苯酚、异戊醇及吲哚等。研究揭示花气味在不同种间、不同居群间甚至同一居群不同花色型的植株间均存在显著的变化。百部属花的特征与食腐蝇类传粉的传粉综合征及欺骗性传粉密切相关,缺乏花蜜及花色模拟“尸斑”在研究的百部中均有体现。研究的结果揭示百部属是典型的“腐尸花”类群,这些种类可能利用这种策略吸引食腐的苍蝇作为其最有效的传粉者。本研究以“Variation in floral characters, particularly floral scent, in sapromyophilous Stemona species”为题,在线发表于植物学领域主流期刊Journal of Integrative Plant Biology上(文章链接)。

 

  百部属的花特征变化及其主要传粉者 

 

  百部属不同种类的花气味分化 

  另外,研究团队通过和中科院西双版纳热带植物园汪正威博士等合作,详细解析了对叶百部种子被胡蜂传播的策略及其生态意义。胡蜂媒,及种子被胡蜂传播,是被子植物中非常少见的种子传播策略。研究团队通过对野外4个居群六年的研究(2011–2016)和对胡蜂行为的追踪,发现不同胡蜂是对叶百部的主要种子传播者,而被胡蜂丢弃的种子可以被蚂蚁进行二次传播。胡蜂和蚂蚁的行为对对叶百部种子的空间分布格局及物种的更新产生显著影响。研究团队认为该独特的种子传播策略可能是在动植共生关系里面,特别是蚂蚁传播的植物类群中被忽视的长距离种子传播机制。此外,研究团队也提出解释种子被胡蜂进行攻击性传播的新假说,即果实看起来像蜂巢、闻起来像猎物的气味,吃起来像昆虫猎物的血淋巴,目前对该假说的验证实验还在进行之中。该研究以“Seed dispersal by hornets: An unusual insect-plant mutualism”为题,以封面文章的形式发表在同期的Journal of Integrative Plant Biology上(文章链接)。

  上述研究得到了国家自然科学基金“胡蜂传播大百部种子的识别机制及其生态意义研究”(31670322)、云南省后备人才计划“植物色香味同动物弥散性进化关系研究”(2015HB091)及国家基金-云南省联合基金“金沙江干热河谷典型脆弱生态系统中受威胁植物的濒危机制解析及其综合保护”(U1602264)的支持。

 

  对叶百部传播体组成像蜂巢的蒴被不同的胡蜂攻击性访问,丢弃的种子被蚂蚁进行二次传播 

 

  对叶百部种子被胡蜂攻击性传播的假说 

(责任编辑:李雪)

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