為了吸引昆蟲訪花并傳粉，植物在長期進(jìn)化過程中，形成了豐富多樣的報(bào)酬類別。除了常見的花粉和花蜜，有的植物還提供一些高度特化的報(bào)酬來吸引傳粉昆蟲，如產(chǎn)卵地和昆蟲后代發(fā)育的食物（種子），即：作為傳粉的報(bào)酬，植物提供一部分種子供昆蟲的幼蟲取食，稱為種子寄生性傳粉互利共生關(guān)系（pollinating seed-consuming mutualism）。盡管昆蟲為大部分植物傳粉，同時(shí)，大量昆蟲又以植物的種子為食，但是種子寄生性傳粉互利共生關(guān)系僅在少數(shù)幾類植物中發(fā)現(xiàn)。最近，中國科學(xué)院昆明植物研究所高山植物多樣性研究組宋波博士在孫航研究員的指導(dǎo)下，在喜馬拉雅高山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一例新的種子寄生性傳粉互利共生關(guān)系，揭示了高山植物應(yīng)對(duì)惡劣傳粉環(huán)境的“聰明才智”。
蓼科大黃屬的塔黃（Rheum nobile）是喜馬拉雅高山冰緣帶的特有植物，主要生長在海拔4000-6000米的高山流石灘，該植物在開花時(shí)形成大而半透明的乳黃色苞片包裹在整個(gè)頭狀花序外面，高達(dá)1-1.5米，是名副其實(shí)的高山“明星植物”。由于高山地區(qū)環(huán)境惡劣，傳粉昆蟲種類少且活動(dòng)能力弱，生長在這里的植物被普遍認(rèn)為存在傳粉限制。然而，研究人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)，塔黃在自然條件下的坐果率高達(dá)98%，似乎不存在傳粉限制。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，塔黃在開花時(shí)被雙翅目眼蕈蚊科遲眼蕈蚊屬的一種昆蟲頻繁訪問。該種昆蟲的雌、雄蟲首先在苞片外進(jìn)行交配，之后雌蟲進(jìn)入苞片內(nèi)，在花間爬行并將卵產(chǎn)入一部分花的子房?jī)?nèi)。在此過程中，粘附在昆蟲身體上的花粉被傳遞到柱頭上實(shí)現(xiàn)傳粉。子房?jī)?nèi)的卵在種子即將成熟時(shí)開始孵化為幼蟲，并以成熟的種子為食完成幼蟲發(fā)育，之后爬出果實(shí)鉆到土壤下面化成蛹越冬，第二年六月份又羽化為成蟲，開始下一個(gè)世代。成本-利益分析發(fā)現(xiàn)，盡管蕈蚊的幼蟲會(huì)消耗一部分種子，但是，蕈蚊在訪花時(shí)通過傳粉能給塔黃帶來約50%的凈繁殖收益（種子）�；馕斗治雠c行為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，塔黃在花期時(shí)揮發(fā)的2-甲基丁酸甲酯對(duì)傳粉蕈蚊具有強(qiáng)烈的吸引作用，從而幫助傳粉蕈蚊在空曠的流石灘上快速發(fā)現(xiàn)開花個(gè)體。這些結(jié)果說明，為了吸引傳粉昆蟲，塔黃“犧牲”一部分種子作為傳粉昆蟲幼蟲發(fā)育的食物，并揮發(fā)特殊的氣味為傳粉昆蟲“導(dǎo)航”，是一種高度密切的互惠合作關(guān)系。
該研究結(jié)果以A new pollinating seed-consuming mutualism between Rheum nobile and a fly fungus gnat, Bradysia sp., involving pollinator attraction by a specific floral compound 為題在New Phytologist 上在線發(fā)表。
塔黃與傳粉蕈蚊的生活史
