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wns威尼斯人:花蕊忽然弹动赶走昆虫,竟是为了又快又好传粉?

发布者:点击量:发布时间:2022-10-15

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    作者:刘如楠 来源:中国科学报 发布时间:2022/10/15 12:54:29
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    花蕊忽然弹动赶走昆虫,竟是为了又快又好传粉?
    中国学者揭开雄蕊触敏运动之谜

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    蜜蜂采食小檗科植物的花蜜,被触碰的雄蕊迅速弹起(粉色箭标出)。图源自黄双全课题组博士后权秋梅

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    研究示意图 图源自李登飞

    10月11日,华中师范大学生命科学学院教授黄双全课题组在eLife杂志在线发表研究论文,解析了植物中雄蕊演化出触敏运动能力的奥秘。研究发现,在小檗属等植物花中,雄蕊被触碰后会突然弹动,赶走访花昆虫,以此缩短访花昆虫采食花蜜和花粉的时间,同时将花粉最大程度地传播出去。

    大多数有花植物是两性花,雄蕊是花的雄性器官,由花药和支撑的花丝组成。花药开裂后,暴露出花粉,花粉被传粉媒介带走,传送到其他个体的柱头上,从而实现异花传粉。

    自分类学鼻祖林奈在1755年首次描述雄蕊的触敏运动以来,植物学家就对有花植物中存在花器官运动的现象充满好奇。达尔文在《植物的运动》一书中,也曾记述植物多种形式的运动行为。其中包括,当访花昆虫在小檗属植物花上吸取花蜜时,口器一旦伸入到蜜腺,触碰到花丝,整个雄蕊会在1秒之内迅速向花的中心弹起,使得开裂的花药击打访花昆虫的口器或面部。

    “这种雄蕊的快速运动现象出现在10多个科、数千种植物中,但其适应意义是什么?这个问题一直困扰着植物学家。”黄双全告诉《中国科学报》。

    他表示,学界提出了三种可能假说,即雄蕊拍打控制了每只昆虫移走花粉的数量、筛选有效的传粉昆虫、减少访花昆虫对花蜜的获取量。

    研究人员以小檗科小檗属等4种植物为研究对象,在室内、野外两种环境中,分别放置了正常植物的花和经酒精处理后雄蕊失去运动反应的花。结果发现,食蚜蝇等昆虫在雄蕊失去运动反应的花中采食时间更长、采食量更大,是在正常雄蕊运动的花中采食时间的3.6倍、采食量的2倍。

    而在正常小檗属等植物的花中,快速弹动的雄蕊惊吓了访花昆虫,使其中断采食,快速离开。这减少了花粉运输所需的花蜜,同时减少了花粉损耗;将花供给的食物成本降到最低。

    本文的作者之一、美国华盛顿大学教授Susanne Renner说:“这与开餐馆的情况类似,顾客较多时,餐馆里桌子的快速周转对实现利润最大化至关重要”。

    “标记花粉运动的实验表明,相较于雄蕊不运动的花,雄蕊运动的花的花粉被传递到了更多、更远的花上,这增加了植物雄性繁殖成功的可能性。”本文的第一作者、华中师范大学生命科学学院博士生李登飞说。

    李登飞介绍,“我们还发现,雄蕊快速弹动的适应意义不在于筛选有效的传粉昆虫,因为被雄蕊拍打后,所有被观测的蜂类和蝇类昆虫都更快离开了花朵。”

    瑞士苏黎世大学教授Bernhard Schmid评价道:“这是一项里程碑式的研究,用可信的实验证据揭示了植物触敏雄蕊运动的适应性意义。”

    “我们的研究能初步揭开雄蕊触敏运动之谜,在于找到了控制雄蕊运动的简单方法,即将小花梗浸入75%的酒精中处理。有了雄蕊不动的花,才得以对这一有趣的花部运动现象进行实验研究。”黄双全说。

    相关论文信息:

    https://doi.org/10.7554/eLife.81449

     
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