天天看點

中國熱帶北緣分布的蘭科铠蘭屬植物傳粉生态學研究獲進展

作者:中科院之聲

蘭科(Orchidaceae)植物極高的物種多樣性形成和維持受到多種因素的互作,其中複雜多樣的傳粉方式是重要因素。欺騙性傳粉如食源性欺騙、性欺騙和産卵地拟态,或者拟态和報酬并存現象的出現促進蘭花多樣性的演化和适應。在蘭科欺騙性傳粉中,重要的傳粉系統演化趨勢是蘭花利用體型微小的雙翅目昆蟲傳粉。小型雙翅目昆蟲通常是指體長小于5毫米的小飛蠅,包括蠓科(Ceratopogonidae)、稈蠅科(Chloropidae)和蕈蚊科(Mycetophilidae)等。此類體型微小的雙翅目昆蟲傳粉的蘭花集中在新熱帶的腋花蘭亞族(Pleurothallidinae)和澳洲的雙尾蘭族(Diurideae)。在雙尾蘭族中,一些種類以真菌為食,或在真菌上産卵的微小型蠅類或蕈蚊作為傳粉者,此外,蘭花唇瓣上具有腮狀紋可能拟态真菌吸引昆蟲。然而,以上這些類群中的大多數物種缺乏傳粉生态學研究,是以小型雙翅目在蘭科植物傳粉中的重要性被低估。

铠蘭屬(Corybas Salisb.)隸屬于紅門蘭亞科(Orchidoideae)、雙尾蘭族(Diurideae)。該屬分布在喜馬拉雅至東南亞、新幾内亞、紐西蘭、澳洲及其一些島嶼,全屬約140 種;中國有6種,是該屬分布的北界。該屬植物花小,約1厘米,野外分布和種群數量少;其花朵形似蘑菇,被推測為拟态真菌,并為蕈蚊傳粉,但由于蕈蚊體型極小,約2-5毫米、飛行軌迹難以捕捉、訪花頻率極低,目前僅見于澳洲蘭花愛好者Rudie H. Kuiter拍攝到的铠蘭屬植物由蕈蚊傳粉的照片,有關該屬的傳粉生态學研究缺乏實證支援,铠蘭拟态真菌假說懸而未決。近日,中國科學院昆明植物研究所王紅專題組在高黎貢山南段開展野外工作,發現了铠蘭屬中國新分布——雙凸铠蘭(Corybas geminigibbus),調查了雙凸铠蘭和杉林溪铠蘭(C. shanlinshiensis)的生境、花期和花形态特征,并開展了野外傳粉昆蟲觀察和繁育系統研究。

通常,蕈蚊(fungus gnat)昆蟲包括至少6個科(即Sciaridae、Diadocidiidae、Ditomyiidae、Keroplatidae、Bolitophilidae和Mycetophilidae)。該研究在野外觀察和采集到蕈蚊科(Mycetophilidae)的費蕈蚊(Phthinia sp.)(雌性1頭)以及伊蕈蚊(Exechia sp.)(2雌1雄),分别是雙凸铠蘭和杉林溪铠蘭的傳粉昆蟲,這在北半球熱帶、亞熱帶是首次報道。結合繁育系統檢測、傳粉昆蟲性别鑒定、訪花行為及花氣味分析,研究表明,這兩個物種均為自交親和,但不能自主自交,依靠蕈蚊傳粉結實。在铠蘭花距中未發現花蜜,也未發現蕈蚊在花内産卵,但不能排除産卵地拟态或食源拟态(真菌拟态)存在的可能性。此外,觀察發現,铠蘭的花為蕈蚊提供臨時庇護所,也存在栖息地拟态。該研究提出産卵地拟态、真菌拟态和栖息地拟态三種拟态模式可能是共存的,但需要更深入的研究。

相關研究成果以Observations on the pollination and breeding systems of two Corybas species (Diurideae; Orchidaceae) by fungus gnats (Mycetophilidae) in southwestern Yunnan, China為題,發表在BMC Plant Biology上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項(B類)、科技科技部基礎資源調查專項、國家自然科學基金、雲南省自然科學基金和雲南省雲嶺學者項目的支援。

中國熱帶北緣分布的蘭科铠蘭屬植物傳粉生态學研究獲進展

圖1.雙凸铠蘭:生境、花形态和傳粉昆蟲。A、生境,B、同域分布的小脆柄菇,C、雌性蕈蚊停在中萼片上,D、花形态,E、攜帶花粉團的雌性費菌蚊。

中國熱帶北緣分布的蘭科铠蘭屬植物傳粉生态學研究獲進展

圖2.在雙凸铠蘭居群的蘑菇和蕈蚊。A、乳牛肝菌子實體,B、乳牛肝菌背面的分泌物,C、蕈蚊及其卵,D、蕈蚊卵。

中國熱帶北緣分布的蘭科铠蘭屬植物傳粉生态學研究獲進展

圖3.杉林溪铠蘭:生境、花特征和傳粉昆蟲。A、生境,B、花形态,C、傳粉過程,D、攜帶花粉團的雌性伊菌蚊。

來源:中國科學院昆明植物研究所

繼續閱讀