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科研进展
人类喜欢喝小甜水,一些动物也会为了吸取花中的“小甜水”,而成为传播花粉的“传粉者”。大多数花蜜是无色的,但也有少数植物会提供更显眼的“彩色小甜水”来吸引传粉者。有人认为,有色花蜜帮助传粉者学习到花蜜色彩与花蜜回报的联系,最终提高授粉效率,是植物吸引传粉者的“诚实信号”。不少产生有色花蜜的花朵都是由鸟类传粉的。但是合成更多色素意味着额外的繁殖成本;而且动物可以轻松判断哪些花的花蜜“余额不足”,选择访问花蜜还没有被吃完的花朵,最终访问的花反倒更少。有什么办法既能使花蜜更显眼,又能让动物看不出还有没有花蜜,吸引传粉者访问更多的花朵呢? 吊钟花Enkianthus quinqueflorus是华南人民喜闻乐见的“新春花卉”。农历新年前后,它们会开出粉红色的可爱小花。这些晶莹剔透的小铃铛基部有五个亮晶晶的深红色花蜜囊。虽然花蜜本身是无色的,但它同深色的花蜜囊配合会让人产生有色花蜜的错觉。 吊钟花在华南地区深受喜爱 研究人员在深圳梧桐山记录到鸟类、蜜蜂、蝴蝶和熊蜂等动物访问吊钟花。其中鸟类占总访问量的65%,而蜜蜂占34%,且鸟类的访问频率更高。套笼实验表明排除鸟类访花会导致结实率下降,证明鸟类是吊钟花最主要且最有效的传粉者。研究人员还发现花蜜量大,且其中糖分以己糖为主,因此吊钟花是典型的泛化鸟媒花。 深红色花蜜囊配合无色花蜜营造出有色花蜜的假象 鸟类造访对吊钟花繁殖至关重要 反射光谱分析表明,对鸟而言,这两部分的颜色反差强烈。研究者还用一个简单的实验再现了这种“假有色花蜜”的形成过程。他们从街边买来的月季花,一组用油性记号笔在花瓣上涂一个黑点,并滴上适量清水;另一组花瓣则滴上黑色墨水,评估两者的相似性。因为鸟不会说话,研究者只能邀请20名人类,要求他们从垂直角度观察花瓣,以模拟鸟类在花冠基部观察花蜜时的视角。绝大部分受访者均认为黑点上的清水与黑色墨水极度相似。深色背景配合适量无色液体确实会造成“有色液体”的错觉。 有色花蜜“平替”方法再现 其他类群的花朵中也存在类似的特征吗?这些类群也由鸟类授粉么?研究者找到了已发布的37种杜鹃花属物种的传粉数据,利用广义线性模型重新分析,发现鸟类的访花比率与深色花蜜囊相关;蜜蜂更多地访问没有深色花蜜囊的杜鹃花。熊蜂的访花则不受深色花蜜囊的影响。参考最近发表的杜鹃花属系统发育研究,深色花蜜囊这个特征在杜鹃花属中是多次独立发展出来的。研究者认为,深色花蜜囊和有色花蜜可能是独立演化的,这两个特征似乎没有出现在同一类群中,比如在杜鹃花科植物尚未见有色花蜜的报道。 左-拥有“假有色花蜜”的樱花杜鹃Rhododendron cerasinum 右-拥有真有色花蜜的蜜花科植物Melianthus dregeanus 以往的研究者认为因为鸟类的视力较好,所以鸟媒花缺少像虫媒花那样的“蜜导”,但或许深色花蜜囊也可以起到蜜导的作用。特化鸟类传粉的一些长管状花朵确实没有蜜导,而不少泛化鸟类传粉的植物花冠更为开放,色彩对比较强,可能是为了方便“非专业”传粉者的识别和访问。深色花蜜囊及“假有色花蜜”可能并不是花蜜奖励的“诚实信号”。研究者观察到一些鸟类会试探性地访问没有花蜜的吊钟花,表明鸟类偶尔会被“假有色花蜜”误导。生产有色花蜜意味着植物在分泌花蜜的同时必须不断产生某些色素,可能增加繁殖成本;而深色花蜜囊也许是提供持久视觉信号的“平替”。 近日,该研究以Dark nectar pouches are visually similar to colored nectar in bird-pollinated flowers为题发表于国际生态学主流期刊Ecology。中国科学院昆明植物研究所牛洋研究员为论文的第一作者,孙航研究员为通讯作者,昆明植物研究所博士研究生林烈文、刘艺峰、陈哲博士和钱栎屾博士也参与了该项目。深圳沙头角林场协助研究者开展了野外工作。 该研究同时受邀在The Bulletin of the Ecological Society of America杂志发表图片报道。 |
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