轉(zhuǎn)：ECOLOGY|“蜜蜂也吃霸王餐” | 龔燕兵課題組揭示蜜蜂盜粉對裸子植物的生態(tài)演化影響
2021年7月27日，生態(tài)學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Ecology》在線發(fā)表武漢大學生命科學學院生態(tài)學系、雜交水稻國家重點實驗室龔燕兵課題組的最新研究成果。該研究發(fā)現(xiàn)日行性東方蜜蜂頻繁“偷采”熱帶裸子植物羅浮買麻藤的雄球花花粉，從而對其夜間傳粉過程和生殖適合度造成負面影響。
論文題目為“Modern honeybees disrupt the pollination of an ancient gymnosperm, Gnetum luofuense”（《現(xiàn)代蜜蜂破壞一種古老裸子植物羅浮買麻藤的傳粉》）。武漢大學生命科學學院已畢業(yè)楊敏博士與深圳仙湖植物園萬濤博士為論文共同第一作者，龔燕兵為通訊作者，武漢大學為第一作者單位。湖北大學戴璨教授、武漢大學生命科學學院碩士生鄒曉春和中科院武漢植物園劉帆研究員參與了本研究。研究工作得到了國家自然科學基金、深圳市城管局科研項目和深圳市科創(chuàng)委技術(shù)攻關(guān)項目的資助。
圖1. 相關(guān)論文在線發(fā)表于Ecology
被子植物（有花植物）在1.25到0.9億年前的白堊紀中期，如何取代更加古老的裸子植物，逐漸成為陸生生態(tài)系統(tǒng)的主導者，自達爾文以來一直被稱為“令人討厭之謎”。由于被子植物與蜂類在該時期同時起源并均發(fā)生多樣性演化，研究兩者的傳粉互惠互作——即被子植物如何為蜂類提供花粉和花蜜等食物報酬，蜂類在取食報酬時如何幫助被子植物完成花粉從雄性到雌性結(jié)構(gòu)的傳遞，被認為是破解該謎團的重要方向之一。此外，由于蜂類可高效收集花粉并對花粉中的蛋白質(zhì)具有極大的依賴性，而單性的裸子植物可產(chǎn)生大量含暴露花粉的雄球花，蜂類可能收集與其共存裸子植物的花粉來滿足營養(yǎng)需求。然而，裸子植物與蜂類相互作用的化石記錄及其可能產(chǎn)生的生態(tài)演化后果，仍然未見報道。
化石證據(jù)顯示，熱帶分布的現(xiàn)存裸子植物類群買麻藤屬植物，可能早在2.7億年前的二疊紀就已在地球上出現(xiàn)，使其成為研究裸子植物與蜂類可能發(fā)生早期互作的理想材料。研究人員以海南熱帶雨林中的羅浮買麻藤為對象，通過連續(xù)兩年的野外和室內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，夜間蛾類會同時訪問雌雄球花，以雌球花上可育胚珠和雄球花上不育胚珠所分泌的含糖液滴為食。然而，東方蜜蜂會在胚珠不分泌含糖液滴的白天，頻繁訪問雄球花大量收集花粉，但并不訪問雌球花。由于白天的花粉消耗可能降低夜間傳粉者可利用的花粉總量，研究者提出假說認為蜜蜂的“偷粉”行為可能會對羅浮買麻藤的傳粉和有性生殖適合度造成傷害。
圖2. 羅浮買麻藤白天和夜間的雄雌球花及其訪問昆蟲
為驗證以上假說，研究者量化了東方蜜蜂的花粉消耗量，并對比了四月下旬無蜂時期和五月上旬有蜂時期的結(jié)籽率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在自然情況下，羅浮買麻藤單花藥可產(chǎn)生約7400?；ǚ?。東方蜜蜂在黃昏時期的第一輪訪問可導致羅浮買麻藤22.3%的花粉損失；相比之下，夜間傳粉者僅帶走2.1%的花粉。而東方蜜蜂在清晨的第二輪訪問，又可帶走羅浮買麻藤花粉總量的25.4%。與無蜂時期42.7%的結(jié)籽率相比，有蜂時期的盜粉現(xiàn)象可導致羅浮買麻藤的結(jié)籽率顯著降低至32.3%。
圖3. 白天和夜間昆蟲訪問后羅浮買麻藤的花粉剩余量
蜂類是世界上最重要的傳粉者，但也是被子植物目前已知的最常見盜粉者。如已有研究證實蜂類可大量收集水稻花粉，但其對水稻有性生殖的生態(tài)影響仍不得而知。對于現(xiàn)存裸子植物四大類群，即風媒傳粉的松柏類和銀杏、特化蟲媒傳粉的蘇鐵類，以及泛化蟲媒傳粉的買麻藤類，蜂類收集花粉的現(xiàn)象均有報道。此外，蜂類發(fā)生多樣性演化的時期，存活著大量提供花粉的裸子植物。因此，蜂類偷粉及其對現(xiàn)存和已滅絕裸子植物傳粉的負面影響，可能比以前想象的更加普遍。
論文鏈接：
https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.3497
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