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【Science】饥饿熊蜂的催花绝技——啃咬植物叶片促使其提前开花

发布者: 管理员  发布时间:2020-06-09 作者   来源:  点击量

    近日,苏黎世联邦理工学院和法国农科院等单位合作在《科学(Science)》上发表论文,表明在食物资源花粉匮乏情况下,熊蜂会破坏未开花植物的叶片使其提前开花,而在花粉充足条件下这种破坏叶子的行为则大大减少。这种行为在商业化熊蜂和野生熊蜂中均存在,可能是熊蜂促使植物开花的一种适应性策略,熊蜂和植物的这种互作可能具有重要的生态学意义。

当花粉资源匮乏时,熊蜂会用喙和下颚在植物叶片上咬洞

    开花植物和传粉者通过长期协同进化,形成了相互匹配的发育周期。但由于全球气候持续变暖,这种相互匹配的物候关系受到干扰。早春时节,越冬后的熊蜂蜂王开始建立蜂群,此时对于花粉有着迫切的需求,而花粉资源缺乏将对熊蜂发育造成严重威胁。研究者发现,熊蜂工蜂有啃咬植物叶片的行为,但不以其为食也不带回蜂巢。因此研究者针对熊蜂损伤植物叶片是否会影响植物开花这个问题设置了如下实验:以未开花番茄和黑芥为材料,分别设计地熊蜂损伤、类似机械损伤和无损伤3组处理;在实验室环境下分别给予熊蜂充足花粉或完全不给花粉,数天后进行处理的替换。结果表明,在番茄中,熊蜂损伤组的开花时间比无损伤组提前了30天,比机械损伤组提前了25天;在黑芥中,熊蜂损伤组的开花时间分别提前了16天和8天;无论给予花粉的顺序如何,在花粉缺乏条件下,熊蜂损伤植物叶片行为的发生率都显著升高。这表明熊蜂损伤叶片的行为受到可利用花粉资源的影响,并可以促使植物提前开花。

    那么当熊蜂可以选择到更远的地方觅食时,是否仍会损伤附近的未开花植物呢?为探明这个问题,在2018-2019年,研究者在半野生环境中设置未开花植物实验,在其附近添加或移除可利用花卉,观察未开花植物在两种条件下被熊蜂损伤的情况。结果发现,当附近无花卉资源时,熊蜂损伤植物叶片的程度很高;当附近给予其可利用花卉资源时,熊蜂对未开花植物的伤害则大幅减少,而移除可利用花卉后,熊蜂对未开花植物的损害程度又显著提高,这证明花粉资源充足时会减少熊蜂对植物叶片的损伤行为。在此实验过程中,除实验中所用商业化地熊蜂外,还观察到2种野生熊蜂同样损伤了实验区域的未开花植物,因此损伤植物叶片的行为是熊蜂觅食行为中一个显著的现象。

   花粉缺乏对蜂群发育影响很大,因此熊蜂在食物资源缺少时破坏植物叶片可能是加速植物开花的一种适应性策略。从植物角度来看,传粉者行为对其进化至关重要,因此,当熊蜂损伤叶片或者在叶片上留下某种化学信号物质时,植物可能会积极响应熊蜂的“号召”而加速开花,以减轻物候不同步所带来的影响。因此熊蜂损伤植物叶片以促使植物开花的行为可能缓解了气候变化所导致的生态不平衡问题,具有重要的生态学意义。

(本文摘自[Pashalidou FG, Lambert H, Peybernes T, Mescher MC, De Moraes CM. Bumble bees damage plant leaves and accelerate flower production when pollen is scarce. Science, 2020, 368, 881−884.],由中国农业科学院蜜蜂研究所硕士生赵慧月编译,安建东研究员校对。原文链接:https://science.sciencemag.org/content/368/6493/881)

 


 

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