【摘 要】本實(shí)驗(yàn)對福州地區(qū)高榕榕果內(nèi)生長形態(tài)相似的榕小蜂Eupristina altissima 和Eupristina sp.進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究,觀察榕果的發(fā)育過程和比較兩種榕小蜂在傳粉效率方面的差異。結(jié)果表明:Eupristina altisima為高榕積極的傳粉者,而Eupristina sp.則無傳粉行為。榕小蜂為榕樹傳粉,榕樹為榕小蜂提供產(chǎn)卵和后代發(fā)育的場所,研究這種互利共生的進(jìn)化關(guān)系具有重要的生態(tài)學(xué)意義。
【關(guān)鍵詞】高山榕;傳粉效率;榕果發(fā)育;互利共生
0.前言
高榕(Ficus altissima)為雌雄同株榕樹,高大的喬木,原產(chǎn)印度,在我國很多地區(qū)作為行道和觀賞樹種廣泛栽培。榕樹與其傳粉榕小蜂之間的互利共生關(guān)系一直是共生關(guān)系研究中的一個(gè)經(jīng)典范例。榕小蜂為榕樹傳粉,榕樹為榕小蜂提供產(chǎn)卵和后代發(fā)育的場所,是進(jìn)行互利共生關(guān)系進(jìn)化和穩(wěn)定性研究的良好材料。
1981年Nair 等報(bào)道了生長在印度地區(qū)的高榕中發(fā)現(xiàn)的新種Eupristina altissima為高榕的傳粉小蜂[1]。被引種到美國的弗羅里達(dá)州栽培的高榕,其傳粉小蜂亦為E. altissima[2]。Hill對生長在中國香港地區(qū)的高榕進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)生長在那里的高榕榕果內(nèi)并沒有榕小蜂存在[3]。2003年谷海燕等對云南西雙版納地區(qū)的高榕榕果內(nèi)的榕小蜂進(jìn)行初步觀察,發(fā)現(xiàn)在高榕內(nèi)有兩種傳粉小蜂,一種為E. altissima,另一種為一個(gè)新種Eupristina sp.,該新種與E. altissima的差異主要體現(xiàn)在身體的顏色和觸角的索節(jié)上[4]。后來彭艷瓊等對兩種小蜂的傳粉效率進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)二者的傳粉效率差異很大,Eupristina sp.幾乎沒有傳粉能力。另外,對兩種小蜂形態(tài)觀察顯示,Eupristina sp.無傳粉小蜂所特有的花粉袋和花粉刷,所以認(rèn)為Eupristina sp.不是高榕積極的傳粉者[5]。目前對兩種小蜂的鑒別還只能依賴形態(tài)學(xué)觀察,并且二者只是在雌蜂的體色,觸角,花粉刷等方面有細(xì)微的差別,兩種小蜂的雄蜂還沒有發(fā)現(xiàn)形態(tài)學(xué)差異[5]。
由于生長在福州地區(qū)的高榕中只寄生了Eupristina altissima和Eupristina sp.這兩種小蜂,沒有發(fā)現(xiàn)其他非傳粉小蜂,這樣就減少了其他小蜂的干擾,能夠更好地對兩種小蜂的行為和功能進(jìn)行比較。對福州地區(qū)高榕的發(fā)育周期、年動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行觀察,并比較兩種小蜂在傳粉效率上的不同,以期了解兩種小蜂在行為上的差異。
1.方法
定期追蹤觀察生長于福建師范大學(xué)旗山校區(qū)的高山榕榕果的發(fā)育過程,采集B期D期(蟲癭處于用解剖針挑破后小蜂再出飛)的榕果回實(shí)驗(yàn)室觀察。用刀片沿榕果中軸切成兩半,在解剖鏡下觀察測量。測量榕果的長、寬,果壁厚度,內(nèi)腔直徑,空腔直徑(若榕果是實(shí)心的,空腔直徑為0,若榕果是空心的,則需測量空腔直徑)。把榕果分為上半部分和下半部分分別測量。記錄下蟲癭的長、寬,蟲癭柄的長、寬,蟲癭花柄的長、寬,小蜂的體長(頭頂至腹部尖端,不包括觸角)及種類(種類查小蜂表,未知的裝于含75%酒精試管中送檢。認(rèn)不出來狀態(tài)的寫羽化狀態(tài),如蛹分白色、灰色、黑色,黑成體等)并收集小蜂于含75%酒精中,做好標(biāo)記。同理,記錄雄蕊的花藥長、花絲長、花柄長、總長(注意:總長并不等于前三者之和),還有不育花的總長,種子的子房長、子房寬、花柄長、花柄寬。通過數(shù)據(jù)分析軟件分析榕果內(nèi)蟲癭、雄花、不育花、種子各自占的比例數(shù)量和由于不同位置分布的差異,還有榕果內(nèi)各組分隨時(shí)間變化的生長發(fā)育情況。在測量的過程中,及時(shí)拍下樣本的圖片,特別是比較特殊的如大蟲癭,未知蜂等。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
高山榕榕果D期時(shí)一般長2cm,1.8cm,皮層厚0.3cm(苞片向上,橫的長度為寬,縱的長度為長),但里面的雄蕊,蟲癭,種子,不育花加起來有500多朵。蟲癭的蟲癭長寬與種子的子房長寬、蟲癭花柄長寬與種子花柄長寬,二者在測量結(jié)果上近似,推知榕小蜂進(jìn)入榕果后在小花上傳粉,被傳粉的發(fā)育為結(jié)實(shí)的子房,未被傳粉的發(fā)育為不育花,小蜂所在的小花中的養(yǎng)分被小蜂奪取而發(fā)育為空心狀(蟲癭),待小蜂成熟后,破開表面的一層薄皮飛出。小蜂體長約在0.15cm至0.25cm范圍內(nèi),大于等于蟲癭長0.15mm,因此,小蜂在蟲癭內(nèi)是蜷縮生長的,長到足夠破開表皮后飛出。推測小蜂要吸取養(yǎng)分而生活在蟲癭中,當(dāng)蟲癭的發(fā)育小于它所需要的空間時(shí),便盡力擺脫束縛出飛,小蜂出飛后,榕果接近凋亡。
榕果B期時(shí)中央有一小孔,有足夠空間使各組分生長,待生長到一定程度時(shí),相互擠壓限制生長,因此D期發(fā)育較為成熟,各組分都已發(fā)育到接近極限。榕果內(nèi)的小蜂是雌雄成對存在的,這對于它們的后代繁殖有重要意義。
高山榕一年多生,榕果凋謝后經(jīng)一段時(shí)間又會(huì)結(jié)出新的果子,但生長速度受環(huán)境影響,一般夏季更新快,冬季生長慢,有的接近不結(jié)果子,以適應(yīng)氣候的變化。
比較單一種類的小蜂進(jìn)入榕果和兩種小蜂進(jìn)入榕果時(shí)的結(jié)實(shí)率發(fā)現(xiàn),只有Eupristina altissima小蜂進(jìn)入傳粉的榕果產(chǎn)生的種子數(shù)量最多,兩種小蜂都存在的榕果內(nèi)產(chǎn)生的種子數(shù)量次之,而只有Eupristina sp.進(jìn)入時(shí)榕果內(nèi)幾乎不產(chǎn)生種子,而產(chǎn)生大量的敗育花,說明Eupristina sp.榕小蜂不是高榕積極的傳粉者,Eupristina sp.榕小蜂的存在會(huì)影響Eupristina altissima榕小蜂的傳粉,使其傳粉效率降低。因此,Eupristina altissima為高榕的積極傳粉小蜂,而Eupristina sp.無傳粉行為。
3.意義
榕樹在中國有不同程度的分布,是熱帶雨林的關(guān)鍵植物和重要的城市綠化樹種,對其繁殖生態(tài)學(xué)展開研究,有豐富的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)意義。絕大多數(shù)種類的榕樹由專一種類的傳粉榕小蜂為其傳粉,而且每一種傳粉榕小蜂也只能在對應(yīng)的宿主榕樹中繁育子代。在漫長的進(jìn)化過程中,兩者形成了高度專一性的互惠共生關(guān)系。榕樹—榕小蜂互惠共生系統(tǒng)一直被廣泛認(rèn)為是進(jìn)行協(xié)同進(jìn)化研究最好的昆蟲—植物相互作用的模式系統(tǒng)之一。在中學(xué)生物課程中,也可用榕樹—榕小蜂之間的協(xié)同共生關(guān)系進(jìn)行相關(guān)教學(xué)。因此,對榕樹—榕小蜂互惠共生系統(tǒng)的研究不僅具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,而且還具有頗高的學(xué)術(shù)價(jià)值。福州高榕榕果中僅有的兩種榕小蜂Eupristina altissima和Eupristina sp.,是榕-蜂互利共生研究的最佳模式實(shí)驗(yàn)體系,為榕-蜂協(xié)同進(jìn)化研究提供了良好的材料基礎(chǔ)。榕樹作為常見的行道樹,研究共生傳粉蜂的傳粉效率,對榕樹繁育具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]Nair P B,Joseph M,Abdurahiman U.New fig wasps (Hymenoptera:Chalcidoidea) from Ficusaltissima[J].Entomology (Proceedings C),1981,84(2):145-153.
[2]McKey D.Population biologyof figs: applications for conservation[J].Experientia,1989,45(7):661-673.
[3]Hill D S.Figs (Ficus spp.) of Hong Kong[M].Hong Kong: Hong Kong University Press,1967.
[4]谷海燕,楊大榮,張光明,等.高榕隱頭果內(nèi)寄生蜂種類及生態(tài)學(xué)特征初步觀察[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(2):70-73.
[5]Peng Y Q,Duan Z B,Yang D R,et al.Co-occurrence of two Eupristina species on Ficus altissimain Xishuangbanna, SW China[J].Symbiosis,2008, 45(1):9-14.