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来自研究机构

Arisaema urashima的“鱼竿”缠绕着它的主要传粉者

日期:
2022年7月25日
来源:
神户大学
简介:
在日本的林地里,有一种长相独特的植物——浦岛有星(arisema urashima),它长着长长的线状附属物,看起来像一根鱼竿和鱼线。一项研究合作揭示了这种神秘的“鱼竿”所起的作用;它选择性地吸引主要传粉者,增加植物的繁殖成功率。
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外形独特的植物Arisaema urashima在日本的林地里很常见。它有一个大的花苞(包围花朵的鞘),上面挂着一根长长的线,像阑尾(长度可达50多厘米),看起来像一根鱼竿和线。它不寻常的形状被认为与日本民间故事中的人物浦岛太郎捕鱼相似,因此得名。然而,这种螺纹附件的功能意义多年来一直不为人所知。

一项研究合作(包括神户大学科学研究生院的副教授SUETSUGU Kenji和研究生NISHIGAKI Hiroki先生)花了3年时间进行实地实验,以确定这条线在吸引传粉者方面起什么作用。通过去除植物特征线的实验表明,这影响了植物吸引真菌蚊蚋的能力,真菌蚊蚋被认为是其主要的传粉者,然而,其他昆虫物种的吸引力并未受到去除的影响。此外,如果去除丝线,花的果实产量(结果率)显着降低。换句话说,正如植物周围的图像所表明的那样,Arisaema urashima“鱼竿”有选择地缠住主要传粉者,增加了植物的繁殖成功率。

这项研究发表在国际期刊网上生态6月28日。

研究背景大多数植物依靠蜜蜂等动物来帮助它们授粉;当昆虫在花之间运输花粉时,它会得到奖励(花蜜等)。然而,即使是两个物种之间乍一看似乎和谐的关系,也是一种相互剥削策略的结果。换句话说,互惠关系中的伙伴不是利他的,双方都只是采取促进自己最大利益的行动。因此,互惠关系也为寄生物种的开发提供了一个窗口,它们可以在不提供任何回报的情况下获取资源。例如,有些植物开着美丽的花,看起来是为了携带花蜜,但实际上它们的存在是为了欺骗昆虫来运送花粉。在许多以这种方式习惯性地利用昆虫传粉者的植物中Arisaema植物属采用最狡猾的策略。看到Arisaema由于它像水罐一样的形状,许多人可能认为它是一种食肉植物。尽管事实并非如此,但相似的形状并非巧合。食肉植物和Arisaema由于它们的共同特征而演变成这种形状;它们都把它们引诱来的昆虫囚禁起来。

让我们更详细地看看为什么植物Arisaema属诱捕它们所吸引的传粉者。无论是男性还是女性Arisaema植物有一个叫做花苞的结构,它包围着它们的许多花。一个被称为花苞的圆柱形器官发出一种气味,吸引传粉者(主要是真菌蚊蚋),使它们从花苞顶部的开口进入。然而,孢子的内部覆盖着一层光滑的蜡,这使得蚊子不可能从顶部爬出来。尽管如此,雄株的结构还是让小蚊得以逃脱。当蚊子在花丛底部的花朵之间徘徊时,它的身体上有花粉,最终找到底部的小孔,使它能够回到外面。另一方面,雌性植物没有这样的出口。一旦进入雌花,蚊子就会在花丛(花序)中挣扎,寻找逃脱的方法,并最终死亡,从而获得在花上传播的花粉。

这个植物属的另一个令人兴奋的方面是Arisaema种类有一个线状的结构,从蝶骨的尖端突出。Arisaema urashima这是一个很好的例子,因为它有一个超过50厘米长的附属物,从孢子中伸出来,悬挂下来,像一根鱼竿。这种植物的形状与日本民间传说中的浦岛太郎捕鱼的形象相似,因此得名。除此之外,还有无数的植物Arisaema属属植物都有类似的丝状附属物,包括不相关的植物,它们也以同样的方式由苍蝇授粉(例如苍蝇)马兜铃属)。然而,关于这种独特的附属物对传粉者行为的影响的研究很少,它一直是一个争论了100多年的话题。

试图揭示是否Arisaema urashima该研究小组由Suetsugu副教授、nisigaki先生、FUKUSHIMA Shigeki先生(千叶县农林研究中心研究员)、ISHITANI Eiji先生(上述研究中心前研究员)、KAKISHIMA Satoshi博士(国立自然科学博物馆兼职专家研究员)和SUEYOSHI Masahiro博士(林业和林产品研究所研究员)组成。

在2019年和2020年,他们进行了实地实验,在实验中,他们从蛇身上取出了线状附属物的不同部分Arisaema urashima开花前的植物。这些小组被分为以下几组:“脱线”,他们留下一部分附属物,这样它就像其他典型的附属物Arisaema在花期结束后,研究人员检查了每个组中被困在植物花序内的昆虫个体的数量和种类。结果表明,仅仅去除线状部分就能显著减少线虫的数量Mycetophila真菌蚊类访客,被认为是植物的主要传粉者。另一方面,当丝状部分被移除时,其他昆虫物种的访问频率没有变化。然而,完全切除阑尾,包括散发气味的肿胀的基部,确实导致了总体上看花率的下降。

研究发现,丝线会吸引被认为是主要传粉者的昆虫,研究人员在2021年进行了后续实验,他们将未处理的雌性植物和单独去除丝线的雌性植物分开,直到果实成熟,看看是否可以观察到果实百分比的差异。结果表明,仅仅去除丝线就能显著降低坐果量。然而,去除丝线并没有减少其他昆虫来访的频率,而是真菌蚊蚋来访数量的下降特别影响了植物的繁殖成功率。

综上所述,本实验结果为真菌蚊蚋存在提供了证据Arisaema urashima蜜蜂的主要传粉者。把两个实验放在一起看,我们可以说Arisaema urashima他的“鱼竿”是有选择性地钩住主要传粉者,增加植物的繁殖成功率。在未来,研究人员希望在许多其他苍蝇授粉的植物物种中研究类似的丝状附属物的功能意义。

注:为了计算捕获的昆虫总数Arisaema urashima,所有雄花序的出口孔都用棉絮堵住,防止它们从底部的孔中逸出。

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故事来源:

材料所提供的神户大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 水津健二,西垣博树,福岛茂树,石谷英二,角岛聪,水吉正广。天南星科浦岛白星的丝状阑尾吸引真菌昆虫传粉生态, 2022;DOI:10.1002 / ecy.3782

引用此页

神户大学。“Arisaema urashima的‘鱼竿’缠住了它的主要传粉者。”《科学日报》。科学日报,2022年7月25日。< www.koonmotors.com/releases/2022/07/220725105643.htm >。
神户大学。(2022年7月25日)。Arisaema urashima的“鱼竿”缠绕着它的主要传粉者。《科学日报》。2023年6月15日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/07/220725105643.htm
神户大学。“Arisaema urashima的‘鱼竿’缠住了它的主要传粉者。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/07/220725105643.htm(2023年6月15日访问)。

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