互惠共生,协同进化,大树杜鹃如何完成“招蜂引蝶,传宗接代 ...

2023-2-19 11:19| 发布者: 挖安琥| 查看: 479| 评论: 0

摘要: 摘要:大树杜鹃开花的时分正是北半球气温最冷的时间,短少普通蜜蜂、蝴蝶和飞蛾等为其授粉。大树杜鹃在低温、短少蜂蝶的状况下是怎样完成授粉和传宗接代这个任务的呢?这就触及到生物学上的“协同进化”这个理论了。 ...

摘要:大树杜鹃开花的时分正是北半球气温最冷的时间,短少普通蜜蜂、蝴蝶和飞蛾等为其授粉。大树杜鹃在低温、短少蜂蝶的状况下是怎样完成授粉和传宗接代这个任务的呢?这就触及到生物学上的“协同进化”这个理论了。协同进化必定是生物顺应进化的结果,腾冲地域为大树杜鹃完成授粉的是一种很少为人所知的鸟类——丽色奇鹛。大树杜鹃与丽色奇鹛的协同进化主要体往常物种顺应上,他们两个互惠共生,大树杜鹃完成授粉,取得交配的机遇;丽色奇鹛取得食物,在食物匮乏时得以生存下去。任何物种的存在都会对别的物种构成影响,千百年来大自然的众多物种曾经构成了一种动态的均衡,一旦某个物种呈现问题,以至灭绝,相应的物种就会遭到影响,也会因而灭绝,进而影响到整个自然生态系统。


大树杜鹃主要在春节前后的一到三月开花,盛花期主要在二月,大致有60天的花期,是花期最长的野生杜鹃花种类。大树杜鹃固然花开时节繁花似锦,灿若云霞。但是,这个时分正是北半球气温最冷的时间,高黎贡山也不例外。大树杜鹃主要生长在高黎贡山2400m以上的高山之上,这个时分高山上的气温更低,短少普通蜜蜂、蝴蝶和飞蛾等为其授粉。花是发明重生命的神器,要是杜鹃花没有完成授粉,就不会结果,大树杜鹃就无法繁衍,大树杜鹃风姿绰约的繁花就没有完成“招蜂引蝶,传宗接代”的任务,大树杜鹃就会孤独终老,走向消亡。


大树杜鹃与丽色奇鹛


马缨杜鹃


大树杜鹃在低温、短少蜂蝶的状况下是怎样完成授粉和传宗接代这个任务的呢?这就触及到生物学上“协同进化”这个理论了。协同进化(coevolution)就是指两个物种展开的相互顺应的共同进化。“协同进化”由美国生态学家埃利希(P. R. Ehrlich)和雷文(P. H. Raven)1964年在研讨植物和植食昆虫的关系时提出的学说,后来Jazen 给协同进化下了一个严厉的定义:协同进化是一个物种的性状作为对另一个物种性状的反响而进化,然后一物种的这一性状自身又是作为对前一物种性状的反响而进化。


美国Callaway Garden杜鹃花景观


大树杜鹃


由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下中止的,而环境不只包含非生物要素也包含其他生物。因而一个物种的进化必定会改动作用于其他的生物的选择压力,惹起其他生物也发作变更,这些变更又反过来惹起相关物种的进一步变更,在很多状况下两个或更多的物种单独进化常常会相互影响构成一个相互作用的协同顺应系统。


热带雨林中物种的猛烈竞争


高黎贡山国度公园茂密的森林


关于协同进化,能够了解为一种进化机制,不同物种相互影响共同演化,这种进化机制对生物演化有重要意义。协同进化必定是生物顺应进化的结果。说出来十分奇特,腾冲地域高黎贡山人们经常能够看到为大树杜鹃完成授粉的不是我们熟知的普通蜂蝶之类,而是一种很少为人所知的鸟类——丽色奇鹛(Heterophasia pulchella)。丽色奇鹛是画眉科奇鹛属的一种,身体呈蓝灰色,在阳光的映照下,羽毛折射的蓝色十分鲜艳。丽色奇鹛的平均体重约为41.0g,身体十分娇小灵活。栖息地为海拔1650-2745m的多苔藓森林,冬季下至海拔1050m亚热带或热带的湿润山地森林,是海拔迁移的候鸟。


丽色奇鹛


雪中的大树杜鹃花


在一月份到三月份时,高黎贡山食物匮乏,而这个时分正是大树杜鹃花开时节。为了能够让丽色奇鹛前来授粉,大树杜鹃的花房里会分泌出一种花蜜,丽色奇鹛见到艳丽的大树杜鹃花就会前来采食花蜜,为自己弥补能量,渡过食物匮乏的艰难时辰。杜鹃花的花型是钟形的,要想采到花蜜必须将头部用力伸进杜鹃花的里面,这样丽色奇鹛在采食花蜜的同时头部的毛发就会粘上大量的杜鹃花粉,在其采食其它杜鹃花的时分,就会完成杜鹃花的授粉,两者是互利互惠的关系。在自然界中,许多杜鹃花的授粉都是由不同的鸟类像太阳鸟、蜂鸟和蝙蝠等完成,他们之间构成了紧密协作的关系,相互依存,缺一不可。


大树杜鹃与丽色奇鹛


采食大树杜鹃花蜜的丽色奇鹛


经过上面的论述,我们得知腾冲地域高黎贡山大树杜鹃与丽色奇鹛的协同进化主要体往常物种顺应上,他们两个互惠共生,大树杜鹃完成授粉,取得交配的机遇;丽色奇鹛取得食物,在食物匮乏时得以生存下去。大树杜鹃的花要开的足够大,能够让丽色奇鹛的头伸入杜鹃花里面采食花蜜;丽色奇鹛要体型要尽量小而轻盈,才能够顺应到大树杜鹃花中采食花蜜。他们互利互惠,协同进化,促进了大树杜鹃生物群落的稳定性,对大树杜鹃的繁衍起到关键性的作用。


采食大树杜鹃花蜜的丽色奇鹛


大树杜鹃


每当在林中听到丽色奇鹛ti-ti-titi-tu-ti的叫声,看着他们忙碌在大树杜鹃的花丛中,深深慨叹大自然千百年来构成的这种巧妙神秘的生存规律。任何物种的存在都会对别的物种构成影响,千百年来大自然的众多物种曾经构成了一种动态的均衡,一旦某个物种呈现问题,以至灭绝,相应的物种就会遭到影响,也会因而灭绝,进而影响到整个生态系统。


丽色奇鹛


2018年9月,中国科学院专家李胜辉,马永鹏,昆明植物学研讨所专家孙卫邦在《Nordic Journal of Botany》发表学术论文《Current conservation status and reproductive biology of the giant tree Rhododendron in China》,专家们经过对高黎贡山地域9个大树杜鹃散布点的大树杜鹃生殖生物学中止了持续察看、研讨,发现许多中央大树杜鹃的授粉动物是熊蜂属的大黄蜂和两种鸟属——太阳鸟属和啄花鸟属,分别占花卉访问总记载的75%和25%。大树杜鹃花的气息与植物生长部分的气息相同,表明气息在吸收传粉动物方面可能不太重要,但红色花的颜色支持了鸟类授粉的假定,在反射光谱436 nm处有一个明显的峰值,为大黄蜂提供更多的授粉标记。授粉结果显现,大树杜鹃对花粉限制不严重。大黄蜂体型很大,能够在冰冷的1-3月为大树杜鹃授粉,而其他蜂类就不能顺应这种温度,这也是一种协同进化的表示。太阳鸟属和啄花鸟属鸟类其实和丽色奇鹛一样,都是大树杜鹃花要开的足够大,里面要有足够的花蜜,鸟类的身体要足够小,或者嘴巴像太阳鸟一样足够长,双方就能够各取所需,这也是协同进化的典型范例。


大树杜鹃


高黎贡山高大茂密的杜鹃林


大树杜鹃的花不只花团大,开花时间长,花色还会随着时间发作变幻。当然从科学角度来看植物花色变更取决于花青素的含量与比率,另外植物花色变更也是植物繁衍战略的重要表观要素,不同阶段,花的颜色会发作明显变更。大树杜鹃含苞待放时是深胭脂红色,珠光宝气,就像深沉的红宝石一样让人一眼陶醉。不外,这个时分的杜鹃花发出的是一种正告信号,不欢送动物访问。极端的像部分云锦杜鹃这时会在外面花萼处分泌一种粘液,能够直接无差别地杀死来到这里的昆虫,包含许多蜜蜂,以确保杜鹃花苞开放前的保险。大树杜鹃花怒放的时分是胭脂红色,明艳匀净,柔嫩欲滴,洋溢着旺盛的青春与生机。这个时分的杜鹃花颜色变浅,一些种类的杜鹃花花冠里面还有许多雀斑,有的分泌出蜜汁,以此吸收和回报授粉动物的到来。大树杜鹃的花朵授粉后,就会变成浅胭脂红,花朵里面已孕育了幼果。一旦杜鹃花授粉胜利,花就会变浅,花瓣外沿就会发蔫、枯萎,授粉的动物就不会再访问这朵花了。大树杜鹃一朵花在其自然栖息地能够持续14-16天,待到花谢之后,就会结出长圆柱的木质蒴果,就像减少版的蒲烛。


含苞待放的大树杜鹃花


Van Cleef & Arpels梵克雅宝Doubles galaxies胸针上的宝石与大树杜鹃花颜色多么相似


到了10-12月份,大树杜鹃的果实就开端陆陆续续地成熟,成熟的种子极端微小,尾部长有薄的翅膀。大树杜鹃跟其他种类的杜鹃果实有很大区别,她有跨年度陆续成熟的习性。通常,杜鹃花属植物到秋季随气温降落,其蒴果在9-11月间的某个时段即全部成熟开裂,罕有跨年陆续成熟开裂的状况。大树杜鹃在特定的森林条件下延长种子释放时间,有利于降低种子损失的机遇成本,从而增加了后代的传播与存活概率,这是一种十分奏效的生殖战略。


大树杜鹃


大树杜鹃成熟的果实


大树杜鹃的种子


不外,即便大树杜鹃为了繁育后代使出浑身解数,也依旧处于濒危状态。构成物种濒危的缘由主要来自两方面:一为物种的内部要素,包含遗传力、生殖力、生生机、顺应力的衰竭等,是物种自身的生物学特性和对环境的顺应才干的表示,它们是要挟植物生长繁衍招致其稀有濒危的重要缘由;二为外部要素,指外界干扰对物种繁育构成的影响,包含自然要素和人为要素等。大树杜鹃散布在高黎贡山自然维护区人烟罕至的区域,相比我国其他濒危植物来说,外界干扰的影响很小,它的濒危主要由于自身缘由,这不得不说是个庞大的遗憾。


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