版納園榕小蜂與榕樹協同進化研究取得新進展

2021-01-09 中國科學院

木瓜榕

榕樹與其傳粉榕小蜂構成的榕蜂共生體系被認為是研究協同進化的經典案例之一。在很長時間內,榕小蜂與其寄主榕樹被認為存在嚴格的一對一關係,即一種榕小蜂在為一種榕樹傳粉並在其上繁殖後代,且該種榕樹只接受此榕小蜂的授粉並為其提供繁殖場所。然而,隨著調查範圍的擴大,以及利用分子方法的深入研究,逐漸有非一對一的榕蜂組合被發現。由此,利用非一對一榕蜂體系探討榕蜂共生系統的維持機製成為新興的研究熱點。然而,前人多局限在對專一性榕蜂組合的種類及分布地的報導和對榕小蜂隱形種存在的論證,並沒有對榕小蜂在非常規寄主上的繁殖特徵進行過研究。

中科院西雙版納熱帶植物園協同進化組楊培博士在讀期間在導師楊大榮研究員的指導下,利用多組合、不同季節人工控制木瓜榕傳粉榕小蜂Ceratosolen emarginatus和海南榕傳粉榕小蜂Ceratosolen sp.進行寄主交換的方法,經過四年多反覆實驗,對其在不同寄主上的繁殖特徵進行了深入研究。該研究發現,在交換寄主後,單只C. emarginatus在海南榕上產生的後代生長時間縮短,數量增加但個體減小,而單只Ceratosolen sp.進入木瓜榕後引發大量落果,並且未落果內的後代生長時間延長,數量減少而個體增大。

通過該結果分析得出,榕小蜂產卵器長度與寄主榕樹花柱長度的匹配程度影響了榕小蜂后代的數量,較短花柱更有利於榕小蜂成功產卵。同時,榕果所提供的營養及生長時長影響了後代個體大小。

該結果揭示出除了榕樹苞片口結構的限制和獨特的化合物吸引,寄主降低榕小蜂成功寄生的適合度也可能是維持榕蜂共生體系穩定的因素之一。此外,如果發生環境脅迫,C. emarginatus可能比Ceratosolen sp.更容易發生寄主轉移。

該研究為探討非專一性榕蜂關係的存在和維持提供了生態學依據。相關研究成果以Exchange of hosts: can agaonid fig wasps reproduce successfully in the figs of non-host Ficus? 為題,發表在Naturwissenschaften上。

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