广东
为了传播,大百部种子扮成昆虫“招蜂”
来源: 科技日报    时间: 2018-12-11 11:13

  在整个东南亚,百部科植物百部属的大百部是传统的药用植物,其杀虫、止咳润肺的功效已得到验证。但长期以来,人们对百部属植物种子传播的机制并不十分清楚。直到最近,研究团队在进行植物调查时,才破解了这一秘密。

  种子是裸子植物和被子植物重要的繁殖器官,种子的大小、形态、颜色、气味、化学组成和在植株上着生的位置等特征,在不同的植物类群中存在不同的变化,这为种子传播者提供了视觉、嗅觉、触觉、味觉,甚至是听觉上的感知线索,进而为种子植物及其传播“媒人”的协同或弥散性进化提供了舞台。

  中科院昆明植物研究所孙卫邦研究员带领的极小种群野生植物综合保护团队,与中科院西双版纳热带植物园及华中师范大学研究人员合作,发现在自然生境及植物园人工栽培条件下的大百部蒴果,都会被胡蜂取食和传播。胡蜂以之字形的飞行轨迹靠近大百部传播体,当距离约10厘米时,胡蜂会猛扑向传播体,与捕食猎物如出一辙。胡蜂花费几分钟时间,咬掉携带油质体的种子后,会飞行一段距离,再找适合的地点对携带的传播体进行加工——类似于加工昆虫猎物的行为。在猎食昆虫时,他们通常将猎物去头去尾,只取食中间的肌肉部分,然后用口器和脚将其搓揉成肉糜,带回巢穴饲喂幼虫。胡蜂用同样的“手法”搓揉大百部传播体,咬掉大部分油质体后,丢弃的种子就落到地面上,被觅食的蚂蚁进行第二次传播。

  研究人员通过野外调查、化学分析、触角电位测定、胡蜂触角上的蛋白受体确定及一系列行为实验,解析了大百部种子被胡蜂传播的机制。研究揭示,胡蜂在大百部种子传播过程中扮演长距离传播的角色;大百部油质体在模拟昆虫血淋巴的同时,释放的嗅觉线索是维持胡蜂和大百部传播体关系的重要信号;胡蜂和蚂蚁协作传播大百部种子的行为,可以用来解释这个物种目前的分布格局。

  此前,胡蜂传播种子被认为是罕见的种子传播类型,仅在龄草属、沉香属等少数物种间进行,而且胡蜂到底是偶然传播蚁播植物的种子,还是它们之间已形成互利合作的稳定进化关系,却没得到机制上的阐述。种子释放视觉的、嗅觉的或味觉的信号,是否能指引胡蜂定向识别和传播种子也是有待解决的问题。这项研究成果以“碳氢化合物介导种子扩散:一种新的机制”为题,在线发表于植物学领域期刊《新植物学家》上。研究为解析其他蚁播植物居群时空分布格局的形成提供了理论基础和新的思考视角;而探索这些不常见的种子传播策略,也可帮助人们深入了解复杂的动植物互惠关系。(记者赵汉斌)

(责任编辑:魏晓航)
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