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算盘子与头细蛾的天作之合

2019/03/25 来源:菏泽信息港

导读

■本报 王晨绯艾胶算盘子与艾胶头细蛾的共生机制“山无棱,天地合,乃敢与君绝”这大概是人类爱情相守的境界。比我们更早拥有地球的昆虫

■本报 王晨绯

艾胶算盘子与艾胶头细蛾的共生机制

“山无棱,天地合,乃敢与君绝”这大概是人类爱情相守的境界。比我们更早拥有地球的昆虫与植物之间是否也会来一场海枯石烂的跨界爱情和天作之合的相守呢?

中国科学院华南植物园罗世孝博士及其合作者以东南亚分布的叶下珠科代表植物为研究对象,通过7年的研究,见证了艾胶算盘子与其传粉艾胶头细蛾之间的“爱情”故事,植物与昆虫之间终生为伴,生生不息。

艾胶算盘子是大戟科算盘子属下的一种常绿灌木或乔木,通常高1~3米,生长于福建、广东、海南、广西和云南等省区。每年四月,温暖宜人,艾胶算盘子开始挂满果实。当夜幕降临,艾胶算盘子发出阵阵幽香,还有“咔咔”的声音,那是它们在“打开”果实散布种子。此时,一种蛾子——艾胶头细蛾借着月色,循着“诱蛾”花香来访问植物的雄花和雌花。它在访问雄花时,收集花粉于口器上;在访问雌花时,则先用口器主动为雌花柱头授粉,然后通过产卵器产卵于雌花内。

“艾胶算盘子的幼果发育迟缓,从授粉后到当年的12月或下一年1月都处于休眠期,以至于不少植物学家都误把它们当成了‘花’,认为其花果全年,而实际上其真正的花期仅3月末到5月初。”罗世孝他们通过长期观察后,得出让人惊奇的结果。

访花结束的同时,幼果内艾胶头细蛾的卵也与果同步进入休眠期,直到果实发育前才开始孵化成幼虫,并进入到一粒种子内继续取食和发育。每条幼虫发育只取食单个心皮内两粒种中的一粒,另一粒将成为植物繁殖的保障。艾胶算盘子果实与种子发育不同步,快速发育的果皮与缓慢发育的种子之间形成了一个空腔,这为幼虫发育后化蛹、结茧和成虫生存提供了恰到好处的“家”,以至艾胶头细蛾从卵到成虫整个生活史都是在果实内完成的。夜幕下,果实裂开散布种子的同时,成群的蛾子也从果内飞出,并进入树的顶端进行交配。雄成虫完成交配后的当晚就死去,雌虫完成交配后立即进入工作状态,为寄主植物传粉,并产卵繁殖后代。多年的完整跟踪记录和研究发现,艾胶算盘子与艾胶头细蛾无论在花物候与生活史,还是在形态结构方面都形成了完美的适应,堪称“天作之合”。

虽然早期的研究发现算盘子植物与传粉叶下珠蛾之间具有平行演化关系,但科学家们通过协同进化与分子系统学研究发现,艾胶头细蛾不属于为算盘子属植物传粉叶下珠蛾的一支,在分子系统树上形成一个未知的、独立的支系,并且与为叶下珠科植物其它属(如叶下珠属、黑面神属)传粉的叶下珠蛾关系更近。

艾胶头细蛾是如何与艾胶算盘子之间形成如此特殊的共生体系依然是个谜。艾胶头细蛾有可能代表了更古老的一支,因为某种原因转移到艾胶算盘子,其姐妹种可能已消失或还没有被发现。罗世孝等的研究说明,目前人类对植物与传粉者间高度特化和协同演化关系的驱动力认识还相当有限,关于热带亚洲生物多样性和自然历史的认识也还有很大的研究空间。

《中国科学报》 ( 第5版 创新周刊)

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