全球近3,000种兰花品种的数据数据库显示授粉策略的多样性

2023-07-13 17:49:14冷酷的灯泡

最近发表在《林奈学会植物学杂志》上的研究利用该数据库揭示了兰花在高度专业化的授粉策略方面表现出显着的多样性,这些策略在全球各地区都存在差异。

全球近3,000种兰花品种的数据数据库显示授粉策略的多样性

最近发布的数据库包含2,900多种兰花物种,详细介绍了其传粉者的身份以及如何吸引传粉者。重要的是,该数据库通过栖息地、地理和分类揭示了生殖生物学的模式。

“从这些数据中,我们确定了限制我们在全球范围内了解兰花生物学的一般模式和知识差距,”菲利普斯博士说。

查尔斯·达尔文(CharlesDarwin)利用兰花来研究进化,相信兰花精致的花朵是一种适应,以提高植物之间花粉转移的可能性,从而提高后代的适应性。

菲利普斯博士说:“由于兰花具有不寻常的花朵特征和非常规的授粉吸引策略,兰花一直处于了解花朵对传粉媒介的适应的最前沿。”

事实上,达尔文有一个著名的预测:马达加斯加兰花Angraecumsesquipedale(其花蜜刺长达40厘米)将由具有同样长且奇特的长鼻的飞蛾授粉。

由波多黎各大学JamesAckerman博士领导的研究论文利用新数据库发现,超过75%的兰花物种依赖传粉媒介进行繁殖。有趣的是,几乎一半的研究兰花没有为来访的动物提供任何形式的奖励,而是使用欺骗手段来吸引传粉者。

兰花往往只专注于一种主要的授粉物种——无论它们生活在哥斯达黎加的热带雨林还是南非的山地草原——但对于那些使用欺骗手段的人来说,这种趋势更为强烈。

研究合著者NoushkaReiter博士表示,“专注于一种授粉媒介物种会使许多兰花特别容易受到包括气候变化在内的人为威胁。随着授粉媒介的消失,我们也将失去这些依赖授粉媒介的兰花物种。”

兰花开发的授粉策略读起来就像一部犯罪惊悚片——事实上,澳大利亚是世界性模仿授粉的中心,那里许多不同的昆虫群体——从黄蜂到蜜蜂再到蚊子——都被这种精心设计的唤醒所欺骗。

在南非,兰花模仿腐肉,在留尼汪岛,兰花模仿雨林水果,在巴西,兰花模仿蚜虫的气味——所有这些都是为了欺骗传粉者。

更浪漫的是,在美国热带地区,数百种兰花为某些蜜蜂提供香味,蜜蜂收集这些兰花并将它们融入求爱花束中。

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在澳大利亚,甚至还有一种具有性欺骗性的兰花,名为Caladeniabarbarella,在拉丁语中意为“小胡子”(指花),同时也指因性行为而臭名昭著的同名漫画人物。

菲利普斯博士说,该数据库的一个令人惊讶的发现是,“兰科植物的一个标志是,有很高比例的物种通过化学、视觉或触觉刺激(通常是组合的刺激)利用传粉者的感官能力,利用欺骗手段来吸引传粉者。”,“他说。

兰花有两种主要的欺骗形式。第一个涉及食物欺骗,兰花可能看起来或闻起来像某种食物以吸引传粉者。欺骗性授粉的第二种形式是性欺骗,雄性授粉者被引诱去访问提供表明雌性昆虫的视觉、触觉和/或嗅觉信号的花朵。

“花的信号非常有说服力,以至于昆虫会尝试交配,甚至可能射精,”菲利普斯博士说。

“我什至在红绿灯处让黄蜂从车窗飞进来,开始与前座上的兰花标本。”

这种策略绝非罕见,目前全世界有20个属(包括100多种兰花)都知道这种策略。

迄今为止,第三种欺骗手段被认为在一些国家更为常见,这种欺骗手段被称为“巢穴欺骗”,通常涉及模仿幼虫食物,如蘑菇、粪便、腐肉,以吸引雌性苍蝇寻找产卵的食物来源。其他开花植物科,在兰花中很少见到。

根据数据库:

在科学研究方面,澳大利亚和非洲的兰花多样性覆盖率分别为15%和20%,而亚洲温带、亚洲热带和南美洲的兰花植物区系的代表性则远远不足。

大约76%的兰花物种完全依赖传粉媒介进行繁殖。

高度专业化的授粉系统很常见,大约55%的研究兰花只有一种已知的授粉媒介物种。

54%的兰花物种提供授粉者奖励,其中约一半(51%)产生花蜜。通过收集花香的昆虫授粉的兰花占奖励物种的24%,而那些产生花香油的兰花则占c.15%。剩下的10%包括提供毛状体(食物毛、假花粉)、树脂、花粉或睡眠场所的物种。

数据库中46%的物种记录了欺骗行为,包括食物欺骗、巢穴欺骗和性欺骗。食品欺骗是最常见的欺骗手段,占欺骗种类的60%。性欺骗占欺骗授粉记录的38%,存在于20个兰花属中。

黄蜂和蜜蜂是最常见的传粉媒介,苍蝇和蚊子紧随其后

作者警告说,还有很多数据收集工作有待完成。

“尽管我们的数据库包含超过2,900个物种,但只覆盖该科的不到10%。虽然非洲、南美洲和亚洲的热带地区是兰花多样性的中心,但在兰花授粉研究中的代表性明显不足,特别是在附生植物授粉研究中。兰花,”菲利普斯博士说。

“兰花授粉研究为发现新奇的授粉策略以及了解开花植物吸引传粉者的适应性提供了巨大的机会。虽然热带地区对兰花生物学来说是一个巨大的未知数,但许多最著名的澳大利亚兰花还没有被了解。详细研究了。

菲利普斯博士说:“除了科学兴趣之外,这对保护也具有重要的实际意义,因为许多兰花物种的持久性依赖于一种主要传粉媒介物种。”

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