當花粉短缺,熊蜂會啃咬植物葉子加速開花

作者 | 發布日期 2020 年 06 月 06 日 8:46 | 分類 環境科學 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


隨著氣候變遷加劇,植物不按節律生長的情況變得越來越頻繁,這些改變可能影響植物與授粉昆蟲間的合作,但蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)發現,熊蜂的獨特行為或許有助於克服這些挑戰。

《科學》(Science)期刊的新論文中,ETH 研究小組發現,當花粉短缺時,熊蜂工蜂會用啃咬未開花植物的葉子,從而加速植物開花的時程。

Foteini Pashalidou 是帶領團隊進入主要實驗的研究作者。他發現溫室中負責花粉傳遞的熊蜂會啃咬葉子,在進一步調查中,研究人員發現也有其他團隊觀察到這種情況,但並沒有人對此行為及可能產生的影響做出任何解釋。

為此,ETH 研究人員設計了幾個實驗,並使用市面上販售、通常是用來為農作物授粉的熊蜂蜂群及多種植物進行了戶外研究。

根據這幾項實驗室研究結果,研究人員基本上能證明熊蜂啃咬葉片的意願與它們能獲得的花粉量密切相關:當幾乎或完全沒有花粉時,熊蜂的啃咬行為明顯更頻繁。

團隊也觀察到啃咬的後果。在兩種不同的植物物種身上,葉片的損傷都提早了開花時間,其中番茄植物比未損傷的同伴要早 30 天開花,芥菜類植物在受傷後則提早了 14 天。

過去科學家已知許多壓力都能誘導植物開花,但是熊蜂「啃咬葉子」能加速花朵盛開的作用是從未想見的。這項發現也引導出一個問題:究竟是傷害促使開花提前,還是熊蜂在過程中也扮演著關鍵角色?

為此,團隊運用人工複製了熊蜂造成的傷害模式,想了解傷害是否可以同樣提前開花時間,結果顯示,雖然人工仿製的傷害確實也能提前兩種植物的開花時機,但其效果卻不如熊蜂引發的強。

對於這樣的結果,主要研究作者 Consuelo De Moraes 認為,熊蜂咬傷葉片的過程可能涉及某些人們未知的化學反應,當然,也可能是人工複製損害不夠準確,錯失了某些細節導致成果不如以往。

值得一提在更進一步的研究中,研究小組觀察到花粉供應不足時,不僅是未開花的植物遭殃,就連那些原本就不會開花的植物葉子也會遭到飢餓的熊蜂啃咬,隨著研究人員提供更多的花朵,破壞行為會不斷減少。

這種啃咬現象也不只在研究人員購買的熊蜂蜂群身上出現。實驗期間至少有另外 2 種野生熊蜂物種也因實驗區內花粉缺乏而啃咬了植物的葉子。相較之下,其他授粉昆蟲(例如蜜蜂)幾乎完全沒有出現類似行為;它們經常拜訪花群,但卻幾乎完全無視附近的非開花植物。

這種機制是否足以克服氣候變化帶來的挑戰還有待觀察。在過去悠久的歷史中,昆蟲和開花植物共同進化讓授粉達到微妙的平衡,但全球變暖和人為環境的變化仍可能破壞這些相互作用的時間,導致昆蟲和植物的發展變得越來越不同步。

團隊目前正嘗試尋找加速開花的精確線索,並表徵植物對熊蜂傷害的反應所涉及的分子機制。

(首圖來源:Flickr/Indy CC BY 2.0)