华南植物园发现艾胶算盘子与艾胶头细蛾的共生机制
2017/2/28 

 一见钟情令人向往,白头偕老令人尊重,生生不息才是生命的本质,人类因此而变的不同和伟大。但是比我们更早拥有地球的昆虫与植物之间是否也会来一场海枯石烂的跨界爱情和天作之合的相守呢? 

  植物与昆虫之间不但有,而且比人类的来得更早,更让人惊讶! 

  华南植物园植物科学研究中心罗世孝博士及其合作者以东南亚分布的叶下珠科代表植物为研究对象,通过7年的研究,“见证了艾胶算盘子(Glochidion lanceolarium)与其传粉艾胶头细蛾(Epicephala lanceolaria)之间的“爱情”故事,植物与昆虫之间终生为伴,生生不息。

  南方四月的春天,温暖宜人,细心的植物学家会发现艾胶算盘子满树都是果,多到让人怀疑。夜幕降临,当你坐在树下会闻到淡淡的香味,偶尔还会听到果实裂开的声音。观察发现这是艾胶算盘子通过裂开果实散布种子发出的声音和打开不起眼的花散发的香味。进一步的研究发现,一种蛾子-艾胶头细蛾借着月色,循着“诱蛾”花香来访问植物的雄花和雌花,在访问雄花时收集花粉于口器上,其访问雌花的过程比较特殊,先用口器主动为雌花柱头授粉,然后通过产卵器产卵于雌花内。让人惊奇的是,艾胶算盘子的幼果发育迟缓,从授粉后到当年的12月或下一年1月都处于休眠期,以至于不少植物学家都误把它们当成了“花”,认为其花果全年,而其真正的花期仅3月末到5月初。 

  于此同时,幼果内艾胶头细蛾的卵也与果同步进入休眠期,直到果实发育前才开始孵化成幼虫,并取食进入到一粒种子内继续取食和发育。每条幼虫发育只取食单个心皮内两粒种中的一粒,另一粒将成为植物繁殖的保障。艾胶算盘子果实与种子发育不同步,快速发育的果皮与缓慢发育的种子之间形成了一个空腔,这为幼虫发育后化蛹、结茧和成虫生存提供了恰好处的“家”,以至艾胶头细蛾从卵到成虫整个生活史都是在果实内完成。夜幕下,借助光源抬头还可以发现,果实裂开散布种子的同时,成群的蛾子也从果内飞出,并进入树的顶端进行交配。雄成虫完成交配后1晚就死去,雌虫完成交配后立即进入工作状态,为寄主植物传粉,并产卵繁殖后代。多年的完整跟踪记录和研究发现,艾胶算盘子与艾胶头细蛾无论在花物候与生活史,还是在形态结构方面都形成了完美的适应,堪称“天作之合”。 

  协同进化与分子系统学研究发现,艾胶头细蛾不属于为算盘子属植物(早期的研究发现算盘子植物与传粉叶下珠蛾之间具有平行演化关系)传粉叶下珠蛾的一支,在分子系统树上形成一个未知的,独立的支系,并且与为叶下珠科植物其它属(叶下珠属,黑面神属)传粉叶下珠蛾关系更近。艾胶头细蛾是如何与艾胶算盘子之间形成如此特殊的共生体系依然是个谜。艾胶头细蛾有可能代表了更古老的一支,近期因为某种原因转移到艾胶算盘子,其姐妹种可能已消失或我们还没有发现。该研究说明,目前我们对植物与传粉者间高度特化和协同演化关系的驱动力认识还相当有限,关于热带亚洲生物多样性和自然历史的认识也还有很大的研究空间。 

  该最新研究成果已在线发表在国际重要学术期刊The American Naturalisthttp://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/690623),因其发现极具科普趣味性,引起了广大读者的兴趣,该期刊还同步发表了题目为“Moth plays Cupid by spending nearly its whole life inside its tree host, emerging only to assure their reproduction”的新闻稿(http://www.amnat.org/an/newpapers/AprLuo.html )。此外,世界排名第一的科学/科技新闻杂志New Scientist在第一时间采访了罗世孝博士,相关文章将于近期发表在New Scientist上。

艾胶算盘子与艾胶头细蛾的共生机制