(A)曲轴石斛的花序。(B)腺毛覆盖线叶石斛的唇瓣。(C)被苏丹四染色的唇瓣徒手切片。(D)一只雄性角栉距蜂试图进入已经被另一只雄虫(雄性符号标志)占据的叠鞘石斛。(E-H)雄性角栉距蜂正准备离开四种石斛花,每只在其胸背部都携带了花粉块(白色箭头)。注意雄性的后腿特征(紫色箭头)。角栉距蜂雌虫(I)雄虫(J)在近球果赤瓟花上觅食。(K)栉距蜂在线叶石斛上交配,背部携带花粉块的雄虫正在传递他从石斛属花上收集的花的分泌物(紫色箭头)给雌蜂。
众所周知,动物传粉的植物通常提供花蜜或花粉来奖励传粉者。花蜜是一种糖水,而花粉富含蛋白质,是蜜蜂幼虫必需的营养物质。人类食用的蜂蜜是由雌性工蜂制造的。50年前,德国科学家斯特凡·沃格尔(Stefan Vogel)首次发现,在一些开花植物的液滴是不与水混溶的“花蜜”,而是脂类,发现了“油花”,这种油花提供细小的油滴奖偿采油蜂。
雌性油蜂用特殊的刚毛或腹毛收集花油,然后将其与花粉混合作为幼虫的食物,或将油用作巢衬防水。在世界范围内,目前已知油花植物有11科约150属,共有370种采油蜂。虽然我们知道在亚洲自始新世早期以来,葫芦科的供油花与栉距蜂共同演化,栉距蜂雌性腹部具有独特的毛,通过左右摆动收集花油;但是迄今为止,对油蜂和油花相互作用的生态学和进化的理解主要来自南美洲和南非的研究。
近日,《国家科学评论》杂志在线发表了华中师范大学等合作研究小组的发现,在兰科石斛属和山珊瑚属的41种中,有33种兰花的唇瓣上腺毛中发现了油脂,这是亚洲首次报道有花油的兰花。意外的是,在滇南部西双版纳和麻栗坡6年的野外研究中,这些兰花主要被栉距蜂的雄虫所利用,而不是雌虫。正如预测的那样,雌蜂更喜欢访问葫芦科的油花去收集油、花蜜和花粉。雄蜂采集兰科植物花油的观察尚未见报道。在本报告中,观察到角栉距蜂雄虫是12种石斛和1种山珊瑚兰花的唯一有效传粉者。
该研究发现许多兰花提供油并由雄性角栉距蜂传粉,而雌性角栉距蜂则依赖葫芦科植物的油和花粉,揭示了多重的油花-油蜂传粉互惠关系。当把石斛属兰花放置在野外有葫芦科油花开花的实验种群中,油蜂对兰花的访问次数提高了数百倍,这表明兰花的授粉成功很大程度上归功于葫芦科油花植物的共同开花。石斛属是兰科第二大属、植物种类丰富约有1500种,但近二十年来,亚洲热带地区这些极具经济价值的兰科植物已经衰减。鉴于它们的繁殖成功极大地依赖于雄性油蜂,这一多重油花-油蜂传粉互惠关系的发现也凸显了维持或恢复自然兰花种群的挑战。
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