聰明的蜜蜂如何讓植物提前開花?

2020-11-25 瀟湘晨報

近期,一項發表在《科學》上的研究表明,地熊蜂的工蜂會刺穿植物的葉子,導致植物平均提前30天開花。雖然,我們仍不了解地熊蜂這種行為是如何演化的,以及為什麼植物會通過開花做出回應,但研究者表示,在如此熟悉的生物身上發現一種新行為,具有重要意義。

美國地質調查局科林斯堡科學中心的生態學家John Mola表示,「觀察到一種之前從未被研究的自然現象是非常難得的。這一類型的研究十分稀少。」他雖然並未參與此項研究,但對此給予了高度評價。他稱,這項新發現「引出了多種問題,也提供了可能的解釋」。

這項研究的共同作者、蘇黎世聯邦理工學院的化學生態學家Consuelo De Moraes表示,她和同事當時正在進行一項不相關的實驗,需要觀察一種地熊蜂。在觀察過程中,她們注意到這些昆蟲正在破壞植物葉片,於是很好奇這種行為的意義。她說:「最開始我們想看看,它們是否會取出這些葉片組織,將它們作為食物或者帶回蜂巢。」由於之前有研究報導,壓力可以促使植物開花,De Moraes等人也猜測,地熊蜂是否在迫使植物開花。

為了找出真正的原因,研究團隊把缺乏花粉的地熊蜂放在有馬鈴薯和芥菜類植物的籠中。這些地熊蜂很快就用它們的上顎和口器,將所有植物的葉片戳出了好幾個洞。作為實驗組,研究者們用鉗子和剃刀在完好的植物上,製造了相似的效果。結果顯示,相較於未被破壞的植物,葉片受損的植物開花速度更快,而被地熊蜂們「攻擊」的植物要比人為破壞的植物早開花數周。這表明這種現象可能與地熊蜂唾液中的某種化學物質有關。

接下來,研究者們在戶外進行了實驗。他們想觀察,當巢穴不遠處就有開花的植物時,這些地熊蜂是否還會破壞更近的、還未開花的植物的葉片。結果表明,它們的確會繼續這種破壞行為。蘇黎世聯邦理工學院的另一名化學生態學家、研究的共同作者Mark Mescher表示,「如果它們不得不為尋找開花的植物飛得更遠時,它們可能仍會破壞近處的植物葉片,使其提前開花,以使得近處的資源能被儘快利用。」

這項研究表明,地熊蜂的這種行為可能是一種生理性適應,目的是將尋找花粉的效率最大化。但Mescher表示,他們並不完全確定這個假設的正確性。加利福尼亞大學戴維斯分校的昆蟲學家Neal Williams表示,這個假設十分有說服力,值得進行更多的研究。他說,「為了真正定義這種現象以及解釋它的適應性,我們希望證明它是演化形成的,因為它能為整個種群提供生存上的優勢。」

對於蜂群和其他的完全社會性昆蟲,一個蜂巢中只有一個雌性可以產生後代,而其他的雌性都是絕育的。所以對蜜蜂而言,自然選擇會對整個蜂群造成影響。這些破壞葉片的工蜂們壽命都較短,或許並不能獲得植物提前開花帶來的好處。但因為它們的行為對同一蜂巢的整個蜂群都有好處,所以這種現象仍然可能是演化壓力導致的結果。

將來,科學家們可以進一步研究,這種現象的演化歷程,它在其他野生熊蜂種系中的廣泛程度,以及當植物被地熊蜂破壞後產生響應的分子機制。理解這些問題可以幫助我們更好地預測地熊蜂未來的生存能力,特別是考慮到氣候變化有可能會改變植物開花、昆蟲冬眠和遷移的時間,從而威脅到傳粉者-植物的同步關係。「因為氣候變化,環境變得更加難以預測,」Mescher說,「但我們的這項新發現,有可能減輕氣候變化造成的破壞。」

【來源:北京青年報】

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