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许多开花植物与动物有着快乐,互利的关系,它们从花朵中吸取甜蜜的花蜜,并作为交换,将花粉带到遥远的植物,让它们繁殖。这些和谐的关系是数百万年专业化和共同进化的结果,使所有相关方都得到了进化。
但维纳斯捕蝇草( Dionaea muscipula ),一种以捕食昆虫而闻名的食肉植物,似乎长期以来一直把植物 - 动物爱情的刻板印象抛到了窗外。毕竟,如何知道一种植物 吃 错误也利用了他们的帮助?
很长一段时间,这个难题让生物学家感到困惑,但最后,在该杂志周二发表的一篇论文中 美国自然主义者 ,北卡罗来纳州的一个研究小组提供的证据可以解决这一明显的悖论。理解维纳斯捕蝇草繁殖的关键在于认识到植物两个非常不同的部分之间的差异:臭名昭着的颚在它的基部,而鲜为人知的花耸立在它上面的茎上。
“在此之前,我们对金星飞行陷阱中的授粉几乎一无所知,”新国立大学昆虫学研究助理Elsa Youngsteadt博士是新论文的第一作者,他告诉我们 逆.
通过观察哪些腹足动物,甲壳类动物,昆虫和蛛形纲动物为维纳斯捕蝇草花授粉并将它们与陷阱内发现的猎物进行比较,研究人员找到了悖论的答案。授粉维纳斯捕蝇草的虫子几乎从来都不是食肉植物所吃的虫子。
Youngsteadt说:“这些植物很有名,但它们都是关于陷阱和它们吃的东西,而不是关于谁与花朵互动的东西。” “这对这个物种来说特别有趣,因为它们是一种食肉植物。我们知道它们正在吃昆虫,但这使它们处于潜在的利益冲突状态,而其他植物无法体验,因为它们可能正在食用可能为它们的花授粉的昆虫。
这一新发现使得谁为金星捕蝇草授粉更加有趣。科学家之前并不是很了解它:当它出现时 D. muscipula 授粉,几乎没有研究,除了1958年的一篇论文,主要是推测性的,缺乏观察数据。值得注意的是,这篇60年前的论文的作者发现维纳斯捕蝇草是自我消毒的,这意味着一种植物 有 接收来自不同植物的花粉以产生种子(不像西红柿这样可以使自身受精的植物)。这确定了维纳斯捕蝇草需要一点帮助。
在他们的研究中,来自北卡罗来纳植物园和美国鱼类和野生动物服务中心的Youngsteadt和她的同事发现,帮助主要来自三种:汗蜂( Augochlorella gratiosa ),长角甲虫( Typocerus sinuatus )和方格甲虫( Trichodes apivorus )。发现这些物种在花中携带大量花粉,但在植物的陷阱中未发现。
在北卡罗来纳州Pender县的维纳斯捕蝇草盛开季节的高峰期间,他们对三个地点和四个不同日期的研究进行了研究,结果他们看到了他们看到的每一只在金星捕蝇草上爬行的动物并擦拭它们的尸体来检查它们维纳斯捕蝇草花粉的证据。
识别那些“猎物”的动物有点粗糙。 “我们实际上用小镊子轻轻地打开它们,然后拉出里面的东西,”Youngsteadt说。 “那些仍然活着的东西,可能是那天早上新鲜捕获的东西,而不是被消化的东西,你可以说它是一只蜘蛛,但不仅仅是那个。”因此,研究人员只能识别生物科大多数猎物而不是它的物种。
在确定哪些动物是传粉媒介并且哪些是猎物后,该团队分析了每组动物的数量。在鲜花和陷阱中发现的54个分类群中,在陷阱中只发现了13个潜在的传粉者,而且数量很少。
“重叠很少,”Youngsteadt说。 “那些共享的物种不是非常好的传粉媒介。它们的身体花粉非常少,因此捕蝇器不会对它们造成任何损害。“
Youngsteadt的共同作者,Rebecca Irwin博士和Clyde Sorenson博士的学生Laura Hamon将进行这项研究的下一阶段:弄清楚每个传粉者在携带花粉方面的确切好处。这篇最新论文以及随后的研究将使研究人员更好地了解如何养护维纳斯捕蝇草,这是一种仅在北卡罗来纳州东南部和南卡罗来纳州东北部发现的脆弱物种。虽然这篇最新论文没有任何直接影响,但了解更多关于其生命周期和生态位的信息可能有助于为这种经常被挖走的植物提供未来的保护工作。
“当你有一个可能需要额外保护管理的物种时,我们这个地区的宝石,重要的是要了解这些有关其生命历史的基本事物,”Youngsteadt说。 “生活和繁殖需要什么?”
抽象: 由于食肉植物依赖节肢动物作为传粉媒介和猎物,它们冒着消费可能是共生的危险。我们研究了维纳斯捕蝇草中的这种潜在冲突( Dionaea muscipula ),其传粉媒介以前是未知的。来自两个班级和九个订单的多种节肢动物参观了花卉; 56%的访客携带 D. muscipula 花粉,通常与共花期花粉混合。在这个多样化的广义社区中,某些蜜蜂和甲虫物种似乎是最重要的传粉媒介,基于它们的丰度,花粉负荷大小和花粉保真度。 D. muscipula 猎物跨越四个无脊椎动物类和十一个命令;蜘蛛,甲虫和蚂蚁是最常见的。在家庭和物种水平上,陷阱和花之间共享的分类群很少,这些潜在竞争结构的生态位重叠值几乎为零。陷阱和花的空间分离可能有助于将无脊椎动物群落划分为* D中的营养和生殖功能。 muscipula。