除了蝴蝶和蜜蜂,這種「蛾子」也是傳粉界的大網紅!

2020-12-03 知識就是力量

撰文/蔣卓衡

本文節選自《知識就是力量》雜誌

踏春賞花,不負春光。看著那紅的、白的、黃的……一朵朵花兒在春風中搖曳,歡快起舞,你可曾想到它們背後的大功臣——傳粉者!

而說到傳粉昆蟲,你第一時間是不是就想到了色彩斑斕的蝴蝶和勤快的蜜蜂?但實際上,天蛾作為昆蟲世界中傳粉效率僅次於膜翅目(如蜂和螞蟻)的類群,也算得上是傳粉的網紅之一呢!

協同進化現象

在當下的春季,我們經常在野外見到一類飛行迅速、小巧玲瓏的蛾子,用它們長長的口器在花朵之間靈活盤旋吸食花蜜,這一類就是天蛾中的傳粉主力軍——長喙天蛾。它們在亞洲的很多地方常被誤認為蜂鳥,後者實際上僅分布於美洲地區。天蛾的傳粉作用與其取食的植物對象之間的關係一直都是傳粉昆蟲研究的熱點問題之一,尤其表現在植物和天蛾的協同進化現象上。

其中,最為經典且歷史悠久的例子便是達爾文對於大彗星蘭及其傳粉天蛾的預測。1862年,達爾文收到了一些由法國植物學家於19世紀30年代發現、產自馬達加斯加的大彗星蘭標本,他一眼就注意到了這種植物不尋常的30~40釐米的超長花距。基於他之前長達5年的環球航海考察中對南半球尤其是很多島嶼物種的地理分布和多樣性情況的深刻了解,尤其是還仔細研究過蘭花與傳粉昆蟲之間的關係,達爾文進行了大膽的預測:在馬達加斯加一定存在著一種尚未被發現的、口器長度十分驚人的天蛾來取食這種長距蘭花的蜜並為其傳粉。20世紀初期,這種大型天蛾終於在馬達加斯加被發現,爾後在東部非洲的其他地區也被發現;但首次觀測到這種天蛾對大彗星蘭取食,還是由德國科學家於20世紀末在野外藉助紅外線設備才得以記錄下來。從達爾文提出預測到最終觀察證實歷經了一個多世紀,在越來越多證據的支持下,協同進化理論的產生和發展越發趨於完善。

大彗星蘭與天蛾協同進化

對於很多像大彗星蘭一樣的傳粉植物來說,有長喙天蛾出沒的地方,不一定有這種植物的分布;但在有這種植物生長的區域則必定有長喙天蛾的存在。除了天蛾隨著植物的進化發展出了更長的口器之外,植物自己也產生了一些變化:以蘭花為例,它們的花型結構需要使天蛾可以充分接觸到花粉;它們在一年中的開花時間和天蛾的發生期儘量重合;最重要的是蘭花會釋放一些特殊的化學氣味,對於傳粉者而言就是可以造訪吸食花蜜的信號。但對於天蛾來說,口器長的優勢在於無論花距長短,都可以盡情地吸食花蜜;而短距的花為了避免長喙天蛾只吃不傳、浪費花粉的情況,有時會分泌味道惡劣的蜜源,這樣就可以避開長喙天蛾接近,從而為短口器傳粉昆蟲造訪提供機會,有效地提高了傳粉效率。

天蛾訪花機制

熱帶地區,天蛾是非常重要的傳粉者,雖然很多種類所對應的幼蟲寄主植物已經比較明確,但成蟲訪花的頻率以及與花卉之間相互作用關係的程度仍然知之甚少。研究人員對非洲東部的天蛾進行了長時間的詳細觀察,通過數據的收集和分析表明,在肯亞大約有277種植物適合於日行性的天蛾傳粉,而這些植物的花管長度呈現出了一個雙峰分布,反映出當地口器長度不同的兩個天蛾類群的存在。通過對多個地點的觀測發現,花管最長的植物吸引傳粉的天蛾種類最少,相應的植物花管長度也與花蜜的多少呈正相關。這就意味著,具有長花管的植物在自然選擇中提供相對較大量的花蜜,從而吸引那些口器比較長的天蛾造訪以便傳粉。

一些天蛾甚至具有昆蟲大家族中最長的口器。近年來,科研人員通過收集比對全球九個生物地理區域的數據,探討以天蛾喙長度的變化頻率作為指標來劃分不同的植物授粉小生境的可行性。在調查所覆蓋的大多數地區,植物花管的長度具有雙峰或多峰分布,而同地區分布的天蛾喙的長度變化範圍和這些花管長度變化的頻率相對匹配,這顯示了植物傳粉者口器的長度和植物的功能性狀(如花管長度和花蜜的量)是一組相輔相成的共同進化模式。

作為鱗翅目天蛾科下的一類中大型蛾子,全世界目前已知1400多種天蛾,廣泛分布於除南極大陸之外的各個大洲,其豐富的多樣性和超強的環境適應能力一直令博物學家和研究人員著迷。下次賞花的時候,再看到天蛾可別嫌它礙眼喲!

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