“蜜蜂黑”花模仿授粉保护性庇护所
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蜜蜂的眼睛看花

Iris atropurpurea 的大隧道状暗红色花朵很可能已经进化为模仿雄性独居蜜蜂喜欢的保护性庇护所。

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“蜜蜂黑”花模仿授粉保护性庇护所
“蜜蜂黑”花模仿授粉保护性庇护所

世界各地的开花植物采用了多种多样的花型、颜色和气味,它们都在不同程度上相互作用,以吸引觅食昆虫,这些昆虫无意中将花粉在花朵之间或花朵内部移动,并在此过程中实现授粉。 尤其是蜜蜂,其在全球约有 20 种,它们与开花植物的紧密相互依存关系是野生植物和栽培作物有性繁殖的关键。 蜜蜂利用视觉、嗅觉和触觉花卉特征的组合来定位花卉资源,尽管我们对它们对颜色和气味的先天偏好知之甚少,但一系列实验研究表明,蜜蜂对紫色和蓝色表现出明显的感官偏好-彩色的花。

相比之下,我们所感知的红色花朵(“人红”)通常与蜂鸟或蝴蝶的授粉有关,并且一再被认为不会被蜜蜂注意到。 最近的结果表明,红色作为一种颜色,对传粉者有过滤作用,阻止蜜蜂的视觉感受器对其他波长更敏感,即光谱的紫外-蓝-绿范围。 长期以来,蜜蜂一直被认为是红盲,因为纯红色通常吸收 30 至 630 纳米范围内的光,并反射蜜蜂辨别能力相对较低的波长的光。 然而,从人类的角度分析花的颜色存在局限性,一些研究对蜜蜂的红盲理论提出了挑战。

在为数不多的与蜜蜂进化出专门相互作用的“人红”花中,有属于该属的 Oncocyclus 部分的物种 鸢尾花 (鸢尾科)。 这些植物是干燥的地中海型气候特有的植物,尤其是中东、土耳其和高加索的半沙漠地区。 Oncocyclus 鸢尾花的隧道状花朵很大,有些品种的花瓣呈深红色,带有标志性黑色圆盘,标志着花隧道的入口。 这些花不产生花蜜,但主要为雄性独居蜜蜂提供保护性庇护所(即一种非营养形式的奖励),尤其是在阴天或傍晚为花朵授粉的优色林蜜蜂(Apidae,Eucerini)在寻找过夜住所的同时。 为 Oncocyclus 鸢尾花授粉的相同蜜蜂也可以在“自然”庇护所中找到,即在岩石裂缝中、平坦的石头下或空心木杆中,在一天中的同一时间和/或在相同的气候条件下。 这些雄性真核蜜蜂在白天访问其他植物的花朵以采集花粉和花蜜时,通常会完全忽略这些花朵。 这些情况导致假设 Oncocyclus 虹膜模仿雄性独居蜜蜂使用的保护性庇护所。

最近的一篇论文 Annals of Botany 调查花卉性状在中的适应性意义 紫鸢尾. 将传粉者的实地调查与花色(通过分光光度法)和气味(通过气相色谱-质谱法)的调查相结合,它评估了表型特征的适应性意义:(a)传粉者如何感知花的颜色 I. atropurpurea? (b) 授粉者是否优先访问面向朝阳的花卉隧道? (c) 传粉者是否表现出对在其花香中散发出特定化合物混合物的花隧道的偏好?

作者认为大的、隧道状的、深红色的花 I. atropurpurea (被认为是“黑蜂”)很可能是通过传粉介导的选择进化而来的,主要是为了模仿雄性独居蜜蜂优先使用的空心、黑暗的保护性庇护所。

传粉者眼中的庇护所拟态系统。 (2013) Annals of Botany 111(6):1155-1165。 DOI:10.1093/aob/mct081
“人红”花传统上被认为不受蜜蜂的欢迎,但 Oncocyclus(鸢尾属,鸢尾科)中的一些同种异体物种已经进化出与其传粉者的专门相互作用,传粉者是一种狭窄的雄性独居蜜蜂分类范围。 这些鸢尾花的深红色管状花无蜜,但主要为雄性独居蜜蜂(蜜蜂科、Eucerini)提供保护性庇护所(即一种非营养形式的奖励),它们在寻找庇护所时为花朵授粉。 较早的一项关于兰花的研究表明,主要由雄性独居蜜蜂授粉的物种会产生大量和大量的不同正烯烃(不饱和角质层碳氢化合物)。 这是否也适用于 Oncocyclus 鸢尾花以及传粉者是否被这些花的特定颜色或气味所吸引尚不清楚。 使用 紫鸢尾,记录传粉者对具有不同空间参数的避难所的偏好,并结合花色(通过分光光度法)和气味(通过气相色谱-质谱法)的分析来检验以下假设:(a)传粉者明显更喜欢面向朝阳的花隧道(花热奖赏假说),以及 (b) 主要由雄性孤蜂授粉的花在其花香中产生大量和大量的不饱和表皮碳氢化合物(正烯烃)(预适应性欺骗假说)。 雄蜂并不特别喜欢面向朝阳或花香中存在高绝对/相对量和正烯烃数量的避难所。 结果表明,花 I. atropurpurea 可能是由传粉者介导的选择进化而来,主要作用于花色以模仿雄性独居蜜蜂优先使用的大型无色(“蜜蜂黑”)保护性庇护所,并且传粉者的访问可能不是基于气味的性刺激或动机的结果通过在面向朝阳的隧道中增加早晨的花香热奖励。

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作者

AJ Cann

Alan Cann 是莱斯特大学生物科学学院的高级讲师,曾任 AoB 互联网咨询编辑。

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