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熊蜂饿了也“催单”,啃咬叶片使植物提前开花

时间: 2020年06月03日 | 作者: Jim Daley | 来源: Scientific American
科学家认为:这种行为可能是一种演化适应,能让熊蜂更容易找到食物。


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熊蜂(Bombus terrelis)工蜂正在破坏植物叶子。熊蜂造成的叶子损伤会导致花期提前,可能会影响植物和传粉者的物候同步。图片来源:Hannier Pulido, De Moraes and Mescher Laboratories


来源 Scientific American

撰文 Jim Daley

翻译 页一

审校 戚译引


熊蜂是群机智的家伙:当花粉稀少,蜂巢附近的植物还没有开花时,工蜂有办法迫使它们开花。5 月 22 日发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究显示,这些昆虫会刺穿植物的叶子,导致植物的开花时间比正常情况下平均提前 30 天。熊蜂催花技术的演化过程,以及这些植物通过开花来响应熊蜂叮咬的原因目前仍不清楚。但研究人员表示,在如此为人熟知的生物身上发现一种新行为是非常了不起的。


约翰•莫拉(John Mola)是美国地质调查局下属的柯林斯堡科学中心(Fort Collins Science Center)的生态学家,他说:“这是少有的观察自然现象的研究之一,而且是从未被记录过的现象。”他认为,对于行为的普遍性以及发生的原因,这项新发现“提出了各式问题和可能的解答”。莫拉没有参与这项研究。


该研究的共同作者康斯微洛•德•莫拉埃斯(Consuelo De Moraes)是瑞士联邦理工学院(ETH Zurich)的一名化学生态学家。她说,当她和同事在一个不相关的实验室实验中观察一种熊蜂时,他们注意到这些昆虫正在破坏植物的叶子,就很好奇其中的缘由。她说:“起初,我们想看看它们是否在移除植物的组织,还是在吃植物,或者是在把叶子的碎片带回蜂巢。”另外,由于之前的研究表明,机械应力会促使植物开花,德·莫拉埃斯和同事们还想知道,熊蜂是否会根据自己的需要催花。


为了解答这些问题,研究团队把没有花粉的大黄蜂和西红柿、芥末植株一起放在网箱里。熊蜂很快就用大颚和喙在每棵植物的叶子上切了几个洞。作为试验,研究人员尝试着用镊子和剃刀在另外的植株上复制大黄蜂对叶子的破坏。两组叶子受伤的植株都提前开花了,但大黄蜂破坏的植株开花时间比科学家们破坏的植株要早几周,这表明熊蜂唾液中的化学物质可能也对开花时间有影响。


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熊蜂(Bombus terrelis)工蜂正在破坏植物叶子。图片来源:Hannier Pulido, De Moraes and Mescher Laboratories


接着,研究者将实验环境移到户外,观察熊蜂是否会在稍远地方有开花植物的情况下,继续破坏蜂巢附近的非开花植物。它们确实这么做了。“当它们不得不到更远的地方去寻找花朵时,那么在蜂巢附近进行破坏仍然是有意义的,有助于使附近的食物资源更早出现,”该研究的共同作者马克·梅舍尔(Mark Mescher)说,他也是瑞士联邦理工学院的化学生态学家。


研究结果表明,熊蜂的这种行为是一种演化适应,它能最大限度地提高花粉采集效率,但研究团队无法完全证实这一假设,梅舍尔说道。加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的昆虫学家尼尔·威廉姆斯(Neal Williams)没有参与这项研究,他说这一解释很可能成立,值得进行更多研究。他说:“如果想要将某个现象真正定义为和清楚地理解为演化适应,我们希望能够证明这种行为的演化是因为它为群落带来了一些适应性上的收益。”在蜜蜂和其他群居生物中,由一只蜂后繁殖后代,工蜂是不生育的,因此自然选择作用于整个蜂巢。破坏植物叶片的工蜂甚至活不到享受花期提前的好处的那天,但它们的行为使得蜂巢作为一个整体能得到更多花粉,因此这可能确实是演化压力的结果。


未来,科学家们可以研究这种行为的演化过程、在其它野生熊蜂物种中的普遍性,以及被熊蜂叮咬后植物在分子水平上的变化。了解这些问题有助于更好地预测熊蜂未来的存活能力,因为气候变化可能会通过改变开花、昆虫冬眠和迁徙的时间,颠覆传粉生物和植物之间微妙的同步关系。“随着气候变化,从根本上说环境会变得越来越不可预测,但我们发现的现象可能会缓解气候变化造成的破坏。”梅舍尔说道。


原文链接:

https://www.scientificamerican.com/article/bumblebees-bite-plants-to-force-them-to-flower-seriously/