西双版纳鸡嗉果榕小蜂繁殖和传粉行为

鸡嗉果榕 Ficus semicordata Buch.-Ham.ex J. E. Sm.是西双版纳地区常见的榕属植物,它是热带雨林生态系统中的一类先锋树种,当热带雨林被破坏后,它最先在林缘、沟谷和路边迅速生长起来,是热带和亚热带地区森林生态系统恢复初期一类重要物种。在西双版纳通过不同样地定树、定期生态学观察和室内剖查不同生长时期的鸡嗉果榕隐头果的方法,对榕小蜂繁殖和传粉行为进行了研究,结果表明,鸡嗉果榕雌雄异株,在西双版纳一年结2～3次隐头果,雌株隐头果内小花由榕小蜂传粉后产生种子。雄株则产生雄花和中性小花,中性小花专门供给传粉小蜂产卵繁殖后代。鸡嗉果榕小蜂Ceratosolen gravelyi Grandi是鸡嗉果榕唯一的传粉昆虫。传粉小蜂的雄蜂比雌蜂早羽化30～90 min,一部分雄虫羽化后,在虫瘿上爬动寻找雌蜂寄生的瘿花,一找到雌蜂寄生的瘿花,就咬破虫瘿的一个小口,把生殖器伸进瘿花与雌蜂交配,一部分雄蜂则在果肉上咬出蜂口。雌蜂交配后,顶大交配孔出蜂爬到雄花区采集花粉,然后,飞出寻找鸡嗉果榕雌花期的嫩隐头果传粉和繁殖后代。到鸡嗉果榕雌株传粉的小蜂能飞翔300～500 m,进果腔传粉行为长达5～27 h,传完粉3～5 h在果腔内死亡。到雄株上繁殖的小蜂一般飞翔在20～100 m左右近距离寻找嫩隐头果,进果腔产卵,每只小蜂在无干扰的情况下可产400多粒卵。除传粉榕小蜂外,在鸡嗉果榕雄株隐头果上还有4种植食、造瘿和复寄生等非传粉小蜂,它们对传粉小蜂的种群繁衍影响很大,常使传粉小蜂的种群数量降低25～70%。每个隐头果内进传粉小蜂量多少对鸡嗉果榕和榕小蜂繁殖有关,最佳进蜂量为3只,高或低于最佳进蜂量对鸡嗉果榕树和它的传粉小蜂繁殖均不利。     

西双版纳热带雨林对叶榕传粉生物学

研究了西双版纳热带雨林地区雌雄异株植物对叶榕(Ficus hispida L.)的生物学、传粉物候学以及榕小蜂(Ceratosolen solmsi marchali Mayr)的传粉和繁殖行为.研究结果表明:雌雄异株的对叶榕与其他雌雄同株的榕属植物不同,它的种子形成与传粉者有着更为复杂的相互关系.对叶榕一年结隐花果6～8次,结果高峰期4～5次,其中雄性植株仅产生花粉和孕育榕小蜂,而雌性植株(无雄蕊)则需榕小蜂带花粉进入隐花果内,进行传粉授精,使之发育成种子.对叶榕的成熟花粉不能从花药开裂处自行散发出来,必须由榕小蜂采集才能散落.榕小蜂雌蜂羽化、交配后,找到雄花区,用足、触角、口器在推动中采集花粉.雌蜂飞出熟榕果找寻雌株或雄株榕树上的幼嫩隐花果,一般需3～67 min;一部分雌蜂在雄株中寻找幼嫩的隐花果,进去产卵繁殖,另一部分雌蜂则寻找雌株雌花期嫩隐花果进去传粉.雌蜂在雌株榕树的隐花果内传粉时间为15～23 h,在雄株榕树的隐花果内产卵时间为6～9 h.对叶榕小蜂在雌株上进入单个隐花果的数量多少关系到雌花结实率;观察表明,每个隐花果最佳进蜂数为2头;榕小蜂传粉后榕树成熟种子形成率在54.1%～82.5%之间,平均为73.8%;而在雄株上雌蜂进蜂数量则关系到榕小蜂在隐花果内的产卵率,每个隐花果最佳进蜂数为3～4头,产卵率在72.3%～93.8%之间,平均为84.4%.     

西双版纳热带雨林对叶榕传粉生物学

研究了西双版纳热带雨林地区雌雄异株植物对叶榕（Ficus hispida L.）的生物学,传粉物候学以及榕小蜂（Ceratosolen solmsi marchali Mayr）的传粉和繁殖行为,研究结果表明：雌雄异株的对叶榕与其他雌雄同株的榕属植物不同,它的种子形成与传粉有着更为复杂的相互关系。对叶榕一年结隐花果6～8,结果高峰期4～5次,其中雄性植株仅产生花粉和榕育榕小蜂,而雄性植株（无雄蕊）则需榕小蜂带花粉进入隐花果内,进行传粉授精,使之发育成种子,对叶榕的成熟花粉不能从花药开裂处自行散发出来,必须由榕小蜂采集才能散落,榕小蜂雌蜂羽化、交配后,找到雄花区,用足、触角、口器在推动中采集花粉,雌蜂飞来熟榕果找寻雌株或雄株榕树上的幼嫩隐花果,一般需3～7min;一部分雌蜂在雄株中寻找幼嫩的隐花果,进去产卵繁殖,另一部分雌蜂则寻找雌株雌花期嫩隐花果进去传粉。雌蜂在雌株榕树的隐花果内传粉时间为15～23h,在雄株榕树的隐花果内产卵时间为6～9h,对叶榕小蜂在雌株上进入单个隐花果的数量多少关系到雌花结实率;观察表明,每个隐花果最佳进蜂数为2头;榕小蜂传粉后榕树成熟种子形成率在54.1%～82.5%之间,平均为73.8%,而在雄株上雌蜂进蜂数量则关系到榕小蜂在隐花果内的产卵率,每个隐花果最佳进蜂数为3～4头,产卵率在72.3%～93.8%之间,平均为84.4%。     

高榕雌花期传粉榕小蜂和欺骗性小蜂的繁殖特点

榕树及其专一性传粉榕小蜂组成了动植物界最为经典的协同进化关系,传粉榕小蜂演化出欺骗性是非常罕见的。在雌雄同株的高榕隐头果内,共存着一种传粉榕小蜂Eupristina altissima和一种欺骗性的小蜂Eupristina sp.,两种小蜂在雌花期进入隐头果内繁殖,但有不同的繁殖特点。对比研究了两种小蜂从成虫羽化到产卵和传粉这个阶段的雌蜂个体大小、孕卵量及繁殖差异,结果表明:羽化期两种雌蜂的平均个体小,经飞行小个体的雌蜂易死亡,大个体雌蜂到达接受树,但通过苞片通道,一些个体较大的传粉榕小蜂被夹死导致进入果腔的雌蜂相对小,而欺骗性小蜂易通过苞片以至进入果腔的雌蜂个体较大。两种未产卵雌蜂均表现为个体大者孕卵量较多,但两种雌蜂的平均孕卵量没有差异。即使有充足雌花资源产卵,两种雌蜂均未产完所有卵,产卵后两种雌蜂卵巢中的卵量均显著减少,遗留下的卵量两种小蜂间没有差异。传粉榕小蜂只有部分个体传完所携带花粉,并表现为传粉越成功的雌蜂,产卵越多。存在种内竞争时,两种小蜂的产卵量均减少,传粉榕小蜂的传粉效率也降低。在种间竞争背景下,欺骗性小蜂产卵更成功,传粉榕小蜂的产卵和传粉量均受到极大抑制。研究结果说明雌花期隐头果内传粉榕小蜂只适量利用雌花资源产卵繁殖后代,更有效地传粉繁殖榕树种子,这可能是维持榕-蜂互惠系统稳定共存的重要机制之一;欺骗者稳定存在需降低与传粉者的直接竞争,而欺骗者和传粉者分散在不同果内,甚至是不同的树上繁殖是理想的繁殖策略。     

鸡嗉子榕隐头果雌花期特征对传粉榕小蜂选择的影响

为了探讨榕树隐头果的发育期、性别、大小等外部特征对传粉榕小蜂选择的影响,采取人为控制雌花期的方法,对鸡嗉子榕(Ficus sermicordata)及其传粉榕小蜂(Ceratosolen gravelyi)的选择行为进行研究。结果表明,在隐头花序发育到雌花期后,如果阻止传粉小蜂进入,隐头果会继续生长。直径较小的雌果和雄果的进蜂量较多,且在雌雄果同时存在时,小蜂仍然会选择进入雌果,但进蜂量显著低于雄果。小蜂优先选择进入雌花期前期的隐头花序,雌雄果皆有此特点。对于相同发育期的隐头果,果径和进蜂量呈正相关关系,说明对于相同发育期的隐头果,小蜂更倾向于进入较大的隐头果。因此,真正控制小蜂行为的是隐头花序所处的发育期,以及不同发育期所产生的化学挥发物,而非隐头果直径大小。这为进一步研究榕-蜂系统的稳定机制提供依据。     

同种榕小蜂在木瓜榕两种地理型上的繁殖及传粉特征

榕树与其传粉榕小蜂的共生关系常被认为是专一性的,但该系统中有些榕小蜂可在不同种榕树或者同种榕树的不同亚种、变种和地理型上产卵和传粉。探讨榕小蜂在不同寄主中的繁殖和传粉特征,有利于理解非专性榕蜂系统形成的过程及稳定机制。本研究中,作者分别对比分析了传粉榕小蜂Ceratosolen emarginatus在木瓜榕(Ficus auriculata)的两种地理型auriculata-form和oligodon-form上的产卵和传粉特征。结果显示,进蜂量为1,2,3只时,相同寄主上的榕小蜂后代和种子数量均随进蜂量的增加而增加,且平均单只繁殖雌蜂的后代及种子数量均无差异。这可能是由于进蜂量较低时,两寄主可被利用的繁殖资源较充足,榕小蜂间不存在干扰竞争,可最大化地利用雌花资源。另一方面,进蜂量相同时,同一寄主上产生的种子数量明显多于榕小蜂后代数量,说明榕树的繁殖利益更占优势。榕小蜂在auriculata-form上产生的后代总量和平均单只雌蜂后代数量与oligodon-form均无差异,但后者产生的种子数量明显多于前者,说明当繁殖资源充足时寄主不影响榕小蜂的繁殖,然而寄主差异影响种子产生,即auriculata-form和oligodon-form的繁殖能力已发生分化。     

西双版纳热带雨林对叶榕传粉生物学(英)

研究了西双版纳热带雨林地区雌雄异株植物对叶榕 (FicushispidaL .)的生物学、传粉物候学以及榕小蜂(CeratosolensolmsimarchaliMayr)的传粉和繁殖行为。研究结果表明 :雌雄异株的对叶榕与其他雌雄同株的榕属植物不同 ,它的种子形成与传粉者有着更为复杂的相互关系。对叶榕一年结隐花果 6～ 8次 ,结果高峰期 4～ 5次 ,其中雄性植株仅产生花粉和孕育榕小蜂 ,而雌性植株 (无雄蕊 )则需榕小蜂带花粉进入隐花果内 ,进行传粉授精 ,使之发育成种子。对叶榕的成熟花粉不能从花药开裂处自行散发出来 ,必须由榕小蜂采集才能散落。榕小蜂雌蜂羽化、交配后 ,找到雄花区 ,用足、触角、口器在推动中采集花粉。雌蜂飞出熟榕果找寻雌株或雄株榕树上的幼嫩隐花果 ,一般需 3～ 6 7min ;一部分雌蜂在雄株中寻找幼嫩的隐花果 ,进去产卵繁殖 ,另一部分雌蜂则寻找雌株雌花期嫩隐花果进去传粉。雌蜂在雌株榕树的隐花果内传粉时间为 15～ 2 3h ,在雄株榕树的隐花果内产卵时间为 6～ 9h。对叶榕小蜂在雌株上进入单个隐花果的数量多少关系到雌花结实率 ;观察表明 ,每个隐花果最佳进蜂数为 2头 ;榕小蜂传粉后榕树成熟种子形成率在 5 4 .1%～ 82 .5 %之间 ,平均为 73.8% ;而在雄株上雌蜂进蜂数量则关系到榕小蜂在隐花果内的产卵率 ,     

影响对叶榕及其传粉者繁殖的生态学因素

在西双版纳,分别统计了对叶榕(Ficus hispida)雌花期雌雄果的进蜂量和花后期雌雄果繁殖的多个特征值,以此来探讨自然条件下,影响对叶榕及其传粉榕小蜂(Ceratosolen solmsi marchali)繁殖的因素。结果表明:单果内有效进蜂数量是影响种子生产和传粉榕小蜂繁殖的首要因素,而雌花期进果的传粉榕小蜂并不是都能全部进入果腔传粉或产卵,大部分蜂还未进到果腔就被夹死在顶生苞片层的通道里,能进入雌果内传粉的榕小蜂为(2.72±2.04)只·果^-1,约占总进蜂量的52%;而在雄果里,能进入果腔的蜂量只有(2.08±1.65)只·果^-1,占35%左右。由于雌果内的雌花显著比雄果内的雌花多,结合单果进蜂量雌多雄少的格局,最终单果生产的种子数量 (1 891.63 ± 471.53)比传粉榕小蜂的数量 (367.20 ± 208.02) 多5倍有余。在雌果里,供给传粉的雌花数量与所生产的种子数量之间呈显著的正相关,而没有接受到花粉或不能正常受精的雌花数量与种子数量呈显著的负相关。雄果不仅生产花粉,也是传粉榕小蜂繁殖的场所,在相关于传粉榕小蜂自身繁殖力的因子中,传粉榕小蜂产卵制造的瘿花数量对其种群数量有最大的影响;影响次之的是发育过程中死亡的个体数量,它可降低30%左右的传粉榕小蜂数量;影响排在第三位的是寄主的雌花数量。此外,3类非传粉者的存在,单果内平均可减少30多只传粉小蜂。     

季节变化对聚果榕-榕小蜂互利共生系统生长与繁殖的影响

榕属植物及其传粉昆虫榕小蜂是自然界协同进化的经典模型,榕果内雌花资源如何分配一直是备受关注的问题。为验证季节变化对榕树-榕小蜂互利共生系统生长与繁殖的影响,该研究以西双版纳地区的聚果榕(Ficus racemosa)为材料,分析了季节变化对榕果大小、自然进蜂量以及榕树-榕小蜂繁殖的影响,并利用人工控制性放蜂实验和模型拟合,探讨榕果最适进蜂量及不同季节进蜂量对雌花资源分配的影响。结果表明:季节对榕果直径有显著影响,雨季的榕果直径显著小于干热季和雾凉季;不同季节的自然进蜂量也有显著差别,苞片口对调节进蜂数量有重要作用;季节对榕树-榕小蜂繁殖分配也有影响,雾凉季产生的种子数量和榕小蜂数量均最多;同时人工控制实验和二次抛物线模型拟合结果表明,母代雌蜂数量与种子及榕小蜂后代数量均呈抛物线关系,雌蜂数量过多或过少都对榕树-榕小蜂的繁殖不利,自然进蜂量与拟合的最优进蜂量基本一致。研究结果说明榕果进化出了适应西双版纳地区季节变化的繁殖策略。     

榕-蜂互惠关系中榕树对未传粉榕小蜂的惩罚效应

为验证榕树与其传粉榕小蜂这一严格的、一对一的互利共生系统中是否存在寄主惩罚效应,作者于2007年在云南省西双版纳热带植物园中对雌雄同株的垂叶榕（Ficus benjamina）进行了单果放蜂实验。将为垂叶榕传粉的榕小蜂（Eupristina koningsbergeri）处理成带粉和不带粉的两组,每组又分一只和两只两个水平,分别放进单个隐头花序果中。结果发现：没有传粉榕小蜂进入的隐头花序果会很快终止发育并脱落;而在放了传粉榕小蜂的隐头花序果里,除少数几个放一只不带粉的外,隐头花序果基本都能完成其生活史。但是,带粉雌蜂繁殖的后代小蜂数量显著高于没有带粉的雌蜂,特别是在放两只蜂的处理中。研究结果说明传粉榕小蜂的主动传粉对其繁殖不是必需的,但是主动传粉能增加其繁殖成功的几率。这些结果预示着寄主惩罚效应在榕-蜂互惠系统中发挥着作用。     

Finding hidden females in a crowd: Mate recognition in fig wasps

Multi-species mating aggregations are crowded environments within which mate recognition must occur. Mating aggregations of fig wasps can consist of thousands of individuals of many species that attain sexual maturity simultaneously and mate in the same microenvironment, i.e, in syntopy, within the close confines of an enclosed globular inflorescence called a syconium – a system that has many signalling constraints such as darkness and crowding. All wasps develop within individual galled flowers. Since mating mostly occurs when females are still confined within their galls, male wasps have the additional burden of detecting conspecific females that are “hidden” behind barriers consisting of gall walls. In Ficus racemosa, we investigated signals used by pollinating fig wasp males to differentiate conspecific females from females of other syntopic fig wasp species. Male Ceratosolen fusciceps could detect conspecific females using cues from galls containing females, empty galls, as well as cues from gall volatiles and gall surface hydrocarbons.In many figs, syconia are pollinated by single foundress wasps, leading to high levels of wasp inbreeding due to sibmating. In F. racemosa, as most syconia contain many foundresses, we expected male pollinators to prefer non-sib females to female siblings to reduce inbreeding. We used galls containing females from non-natal figs as a proxy for non-sibs and those from natal figs as a proxy for sibling females. We found that males preferred galls of female pollinators from natal figs. However, males were undecided when given a choice between galls containing non-pollinator females from natal syconia and pollinator females from non-natal syconia, suggesting olfactory imprinting by the natal syconial environment.     

粗叶榕—爪哇榕小蜂共生体系的研究

粗叶榕是榕属灌木或小乔木 ,雌雄异株。一年到头皆有不同发育阶段的花序 ,序内开花同步 ,株内开花异步。雌花序有长柱雌花平均为 641 .2枚 ,雄花序中有短柱雌花 (瘿花 )平均为 488.2枚 ,自然状态下结实率和成虫率分别为 5 1 .3 7%和 3 6.1 1 %。榕小蜂科的爪哇榕小蜂是粗叶榕的传粉者 ,是共生体系的真正的互惠共生伙伴。二者在形态结构、生理功能上高度互适 ,粗叶榕必须依靠爪哇榕小蜂的传粉才能获得有性生殖 ;而爪哇榕小蜂又必须依赖粗叶榕的短柱头雌花作为繁殖后代的场所 ,才能获得种群的繁衍。     

天仙果与两种隐头花序小蜂的相互关系

天仙果（Ficus erecta var.beecheyana）花为单性花、雌、雄异株、分别形成雌、雄花序,雌花序着生雌花,雄花序着生雄花和瘿花。花序中生活着银纹榕小蜂（Blastophaga silverstriana）和榕长尾小蜂（Sycoscapter sp.）。前者是唯一能进入雄花序腔产卵或雌花序腔传粉的昆虫,是天仙果专一性共生的传粉者;后者不能进入花序,在花序外通过产卵器将卵产在瘿花子房中,是植食性的寄生者。自然状态下天仙果每个雄花序均被2种小蜂产卵,平均每个花序出飞银纹榕小蜂208.2只、榕长尾小蜂64.2只。人为封堵花序口,银纹榕小蜂无法进入花序产卵,平均每个花序出飞榕长尾小蜂165.6只,是自然状态下的2.5倍,显然,2种小蜂互为竞争对手,榕长尾小蜂是榕-榕小蜂共生体系的破坏者。     

薜荔榕小蜂产卵和传粉行为

薜荔榕小蜂Blastophaga pumilae是薜荔的传粉昆虫,栖息于薜荔隐头花序中,在其生物学行为中以钻入花序产卵或传粉最为关键。研究表明：薜荔榕小蜂钻入花序平均费时69.48 min,标准差13.26 min;伤残程度很高并能在伤残的情况下完成产卵或传粉;卵的尾丝能起标识作用避免重复产卵;进入雌花序的小蜂具逃离花序的行为但不能实现;1只小蜂平均产528个卵或为1 072.4朵雌花授粉。     

Interference Competition and High Temperatures Reduce the Virulence of Fig Wasps and Stabilize a Fig-Wasp Mutualism

Fig trees are pollinated by fig wasps, which also oviposit in female flowers. The wasp larvae gall and eat developing seeds. Although fig trees benefit from allowing wasps to oviposit, because the wasp offspring disperse pollen, figs must prevent wasps from ovipositing in all flowers, or seed production would cease, and the mutualism would go extinct. In Ficus racemosa, we find that syconia (‘figs’) that have few foundresses (ovipositing wasps) are underexploited in the summer (few seeds, few galls, many empty ovules) and are overexploited in the winter (few seeds, many galls, few empty ovules). Conversely, syconia with many foundresses produce intermediate numbers of galls and seeds, regardless of season. We use experiments to explain these patterns, and thus, to explain how this mutualism is maintained. In the hot summer, wasps suffer short lifespans and therefore fail to oviposit in many flowers. In contrast, cooler temperatures in the winter permit longer wasp lifespans, which in turn allows most flowers to be exploited by the wasps. However, even in winter, only in syconia that happen to have few foundresses are most flowers turned into galls. In syconia with higher numbers of foundresses, interference competition reduces foundress lifespans, which reduces the proportion of flowers that are galled. We further show that syconia encourage the entry of multiple foundresses by delaying ostiole closure. Taken together, these factors allow fig trees to reduce galling in the wasp-benign winter and boost galling (and pollination) in the wasp-stressing summer. Interference competition has been shown to reduce virulence in pathogenic bacteria. Our results show that interference also maintains cooperation in a classic, cooperative symbiosis, thus linking theories of virulence and mutualism. More generally, our results reveal how frequency-dependent population regulation can occur in the fig-wasp mutualism, and how a host species can ‘set the rules of the game’ to ensure mutualistic behavior in its symbionts.     

Foundress re-emergence and fig permeability in fig tree-wasp mutualisms

Some female pollinating fig wasps (foundresses) re-emerge from figs after oviposition/pollination. We investigated why this occurs in the mutualism between the gynodioecious Ficus montana and Liporrhopalum tentacularis. Re-emergence increased with foundress density in figs and some foundresses oviposited in two male figs, indicating that they re-emerge because of oviposition site limitation. Re-emergence was independent of fig diameter, indicating that permeability is not because of fig age at entry. Rather, as some foundresses also pollinate two female figs we suggest permeability is selected for because it increases pollinator production and/or efficiency (although, potentially opposing these hypotheses, we also found between-tree differences in permeability in male figs). In addition, we show that re-emergence is much more common than previously suspected, and more common from gynodioecious than monoecious fig species. We argue that our findings in F. montana could explain this pattern of incidence.