|
新聞動態(tài)
|
頭條新聞
高山草甸沿海拔梯度的傳粉網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建機(jī)制研究取得新進(jìn)展 文章來源:中科院東亞生物多樣性和生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時間：2021-10-22 | 作者:趙延會 | 瀏覽次數(shù)： | 【打印】 【關(guān)閉】 生物物種間互惠的相互作用驅(qū)動群落中傳粉、種子傳播等重要生態(tài)過程。種間互作的形成受到一系列生態(tài)和進(jìn)化因素的影響，深入探究物種互作構(gòu)建機(jī)制將有利于對群落動態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)功能變化做出準(zhǔn)確預(yù)測。早在1862年，達(dá)爾文在研究一種花距長達(dá)29厘米的彗星蘭時，預(yù)測其傳粉者為喙長與其相匹配的昆蟲。41年后有學(xué)者發(fā)現(xiàn)彗星蘭的傳粉者為一種喙長約為28厘米的天蛾，該預(yù)測被證實(shí)。自達(dá)爾文起，植物和傳粉者之間的性狀匹配被認(rèn)為是物種互作能否發(fā)生的關(guān)鍵。然而事實(shí)上，這種專性的一對一關(guān)系在傳粉系統(tǒng)中較為少見，而在泛化的傳粉系統(tǒng)中僅研究少數(shù)物種間的性狀匹配并不能反映群落的整體情況。近年來，研究人員整合互惠網(wǎng)絡(luò)、物種多度和形態(tài)性狀等數(shù)據(jù)，使群落水平物種互作構(gòu)建機(jī)制的研究進(jìn)入量化階段。已有研究發(fā)現(xiàn)性狀匹配在植物-蜂鳥、植物-昆蟲、植物-食果鳥等多種互惠網(wǎng)絡(luò)中普遍存在，但也有研究表明多度在物種互作形成中更加重要，目前二者的相對重要性仍存在較大爭議。 互惠網(wǎng)絡(luò)物種互作構(gòu)建機(jī)制的差異可能與互惠網(wǎng)絡(luò)類型有關(guān)。在性狀匹配作用強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)中（如植物-蜂鳥網(wǎng)絡(luò)），物種互作局限于形態(tài)匹配物種間而更加特化，因此性狀匹配程度在特化的網(wǎng)絡(luò)中可能更高。另外，由于物種和形態(tài)組成的差異，同一類型互惠網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建機(jī)制也可能在群落間存在差異。根據(jù)最佳取食原則，當(dāng)群落內(nèi)與傳粉者相匹配植物的多度較低時，其需要在降低報(bào)酬處理時間和降低搜尋時間上進(jìn)行權(quán)衡。如果傳粉者最優(yōu)取食策略為取食性狀更加匹配但多度較低的植物，性狀匹配是影響物種互作形成的關(guān)鍵因子；而如果偏好取食性狀不匹配但多度較高的植物，物種多度則為影響物種互作更重要的因子。因此，性狀匹配和多度在物種互作形成中的相對重要性可能受到互惠網(wǎng)絡(luò)類型和群落組成的共同影響。 海拔梯度是研究傳粉網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建機(jī)制變化的理想系統(tǒng)。在較小的空間尺度內(nèi)，不同海拔環(huán)境因子的變化常導(dǎo)致植物和傳粉者物種組成的明顯改變，并可能進(jìn)一步引起性狀匹配和物種多度在物種互作形成中重要性的變化。但相關(guān)研究目前仍然十分匱乏。近期，中科院昆明植物研究所王紅研究員團(tuán)隊(duì)，選擇滇西北玉龍雪山2725-3910米的4個草甸群落，研究植物-膜翅目昆蟲、植物-雙翅目昆蟲傳粉網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建機(jī)制。研究表明，在不同海拔草甸群落間膜翅目和雙翅目昆蟲以及植物組成存在明顯差異，這種差異主要由物種隨海拔變化的空間替換所致。膜翅目和雙翅目昆蟲傳粉網(wǎng)絡(luò)中，植物花管和昆蟲喙長的性狀匹配相比較物種多度在物種互作形成中起到更重要的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在不同海拔的膜翅目昆蟲網(wǎng)絡(luò)中，植物花管和昆蟲喙長間均存在顯著的性狀匹配（P < 0.05），表明膜翅目昆蟲偏好訪問花管長與其喙長相匹配的植物。而在雙翅目昆蟲網(wǎng)絡(luò)中，花管長–喙長的性狀匹配僅顯著存在于較低海拔草甸群落。同時，性狀匹配在不同傳粉系統(tǒng)間的差異和傳粉網(wǎng)絡(luò)的特化水平相關(guān)。因此，傳粉網(wǎng)絡(luò)中性狀匹配在物種互作形成中的作用是由傳粉系統(tǒng)的自身特征（如物種組成和多度、性狀組成和特化水平），以及傳粉系統(tǒng)所處的環(huán)境共同決定。 研究成果以“Morphological trait matching in plant–Hymenoptera and plant–Diptera mutualisms across an elevational gradient”為題，發(fā)表于英國動物學(xué)和生態(tài)學(xué)期刊Journal of Animal Ecology。趙延會博士為本論文的第一作者，王紅研究員為通訊作者。西班牙地中海高級研究所的Amparo Lázaro博士、中科院動物研究所的李海東博士和中科院武漢植物園的陶至彬博士等人參與了研究。本研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDB31000000）、國家自然科學(xué)基金-云南省聯(lián)合重點(diǎn)基金（U1502261）、云嶺學(xué)者（YLXL20170001）和國家自然科學(xué)基金（32071670; 31700361）項(xiàng)目的支持。
圖1. 膜翅目和雙翅目昆蟲喙長（紫色）以及其訪問植物花管長（綠色）在麗江玉龍雪山不同海拔的頻率分布。
圖2. 植物-膜翅目昆蟲和植物-雙翅目昆蟲傳粉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、性狀匹配程度和特化水平沿海拔梯度的變化。 （責(zé)任編輯：李雪）
|
版權(quán)所有 Copyright © 2002-2025 中國科學(xué)院昆明植物研究所,All Rights Reserved 【滇ICP備05000394號】
地址：中國云南省昆明市藍(lán)黑路132號 郵政編碼：650201
點(diǎn)擊這里聯(lián)系我們
