高榕隐头果内寄生蜂种类及生态学特征初步观察

本研究采用定期、定点、定树采样调查和观察研究的方法,获得寄生于高榕隐头果内小蜂(Chalcidoidea)为6个科,14个属,25种。根据小蜂行为把高榕小蜂划分为2类,一类为传粉小蜂,另一类为非传粉小蜂,其中传粉小蜂有2种,主要的传粉小蜂只有Eupristina altissima 一种,另一种仅在部分季节少量出现。高榕隐头果果态变化大,直径2．5cm以上的大号果中仅寄生非传粉小蜂,这些小蜂对榕树—传粉者共生体系有着负面影响。本文初步研究了高榕隐头果中寄生的小蜂种类和生态特性,分析了部分寄生蜂对榕树—传粉者共生体系的影响。     

高榕小蜂群落结构及物种多样性的初步研究

在西双版纳地区采集干、湿两季5个样株的高榕(Ficus altissima)隐头果,单果收蜂,鉴定蜂种,共获高榕隐头果内小蜂标本18 000多号,隶属膜翅目5科9属14种。然后对样株小蜂群落结构、组成、性比及物种多样性进行对比研究。小蜂群落的结构和组成在干、湿两季有着明显的差异：湿季隐头果内的小蜂种类比干季丰富。另外,受人为干扰较少的样株隐头果内小蜂种类比受严重干扰的样株丰富。高榕的非传粉小蜂主要由造瘿者组成,寄生小蜂和寄居性小蜂仅占很少一部分;干、湿两季的小蜂群落多样性指数均很低,虽然在湿季群落内小蜂的丰富度指数较高,但不如干季小蜂分布得均匀;相同季节的小蜂群落均为中等相似,不同季节的2个榕树小蜂群落为中等不相似,有的树对达到极不相似水平;高榕隐头果内传粉小蜂的雄雌性比(♂：♀)较低,为0.14：1,而非传粉小蜂的雄雌性比相对较高,多在1：1左右。以上研究结果表明,西双版纳地区高榕隐头果内的小蜂受不同季节温湿度、人为干扰程度等因素的影响,保护并改善西双版纳地区的生态环境对丰富高榕隐头果小蜂物种多样性有重要意义。     

高榕的3类雌花形态及其繁殖特征

榕树(Ficus spp.)及其传粉榕小蜂(Agaonidae)之间经过长期的协同进化, 已形成了高度专一的互惠共生关系。在雌雄同株的榕树中, 同一个榕果内既繁殖种子, 又繁殖榕小蜂, 雌花资源在繁殖种子和榕小蜂之间是怎样分配的?该研究选择广泛分布于西双版纳地区的高榕(F. altissima)及其传粉榕小蜂系统来回答这个问题。高榕果内的雌花柱头形态变异较大, 有3种类型的柱头——球型、弯钩型和火炬型, 它们分别占到雌花总量的54.00%、36.93%和9.07%。3种类型柱头的雌花分别具有不同长度的花柱, 球型柱头雌花的平均花柱长度最短, 火炬型柱头次之, 弯钩型柱头雌花的平均花柱长度最长。在高榕果内, 有传粉者Eupristina altissima和欺骗者Eupristina sp.两类小蜂进入榕果内繁殖, 前者的产卵器长度比96.01%以上的雌花花柱长, 后者的产卵器也要长于85.73%的雌花花柱, 从产卵器长度和雌花花柱长度的匹配情况看, 它们应该可以利用绝大多数雌花产卵繁殖后代。然而, 繁殖榕小蜂的雌花主要是短花柱的雌花, 其中60.64%是球型柱头的雌花; 而繁殖种子的主要是花柱较长的弯钩型柱头和火炬型柱头的雌花。显然, 繁殖榕小蜂和种子的雌花不仅花柱长度有差异, 柱头也分化出了不同的形态, 变异的柱头形状也是调节榕树-榕小蜂繁殖平衡的手段之一。     

高榕隐头果内小蜂群落的动态变化

高榕隐头果内的小蜂群落是我国目前所知榕小蜂群落中最为丰富多样的群落。通过600个果内78063号小蜂标本的分类、统计,在高榕果内共有25种榕小蜂,隶属于7科、14属,其中两种为传粉小蜂,23种为非传传粉小蜂。在榕小蜂群落中,传粉小蜂优势度较为明显,除1月份为18.42%外,其余月份均达51.62%以上,有时甚至达100%。在单个榕果内,小蜂的种类和数量呈现较大变幅,有1~8种,普遍寄生2~4种;榕小蜂数量从1~561只/果不等,寄生100~200只/果较多。1年中不同小蜂出现的相对频度差异也较大,E up ristina sp.和Sy coscap ter sp.2每月都出现,有的非传粉小蜂仅于特定月份出现,并且数量极少。榕小蜂的丰富度随着月份而变化,变幅3~19种,并于1月、4月和8月出现3个高峰。自然群落中,传粉小蜂与非传粉小蜂的数量变化呈显著负相关;多样性指数与传粉小蜂比例呈显著负相关,与非传粉小蜂比例呈显著正相关,而且都具较高的拟合优度。通过3个不同生境样地的多样性指数、丰富度和均匀度比较,结果表明:在人为干扰较严重的样地内,3项指标都较低,除均匀度指标未达显著外,多样性指数和丰富度均达显著水平。但生境对传粉小蜂和非传粉小蜂的影响却不相同,非传粉小蜂会随生境的恶化而迅速消亡,而传粉小蜂的种群则急速膨大,占领全部生境。反之,随着生境的改善,传粉小蜂的种群数量将有所下降,而非传粉小蜂的种类和数量将增加。     

两种Eupristina属小蜂对宿主榕果挥发物和合成信息素的行为反应

高榕,雌雄同株,与其共生的形态高度相似的传粉小蜂Eupristina altissima与非传粉小蜂Eupristina sp.均为果内产卵。利用Y型嗅觉仪生物测定法研究E.altissima和Eupristina sp.对不同发育期高榕榕果挥发物以及合成信息素混合物的行为反应差异。结果表明:E.altissima和Eupristina sp.对高榕雌花期榕果挥发物具极显著趋向行为,对高榕雄花期榕果挥发物具极显著驱避行为,表明E.altissima与Eupristina sp.雌蜂能够敏锐辨别高榕雌花期和雄花期榕果的挥发物,快速远离雄花期榕果,并实现对宿主雌花期榕果的定位。但是,E.altissima与Eupristina sp.对其它发育时期榕果挥发物的行为反应具有差异性,前者对雌前期榕果和传粉或产卵后榕果释放的挥发物存在显著的趋避反应,而后者无明显的行为偏向性,表明E.altissima能够识别雌前期榕果和传粉或产卵后榕果,可避免误入其中而无法繁殖后代,Eupristina sp.则不具备这种识别能力。E.altissima和Eupristina sp.小蜂对合成信息素的行为反应也高度相似,表现为芳樟醇、苯乙烯,以及苯乙烯和金合欢醇的交互作用对两种小蜂选择行为影响显著,组合A_1B_2C_2(0.5%Linalool+1%Benzyl ethylene+1%Farnesol)的混合信息素对两种小蜂具有极显著的驱避作用,而组合A_2B_1C_1(1%Linalool+0.5%Benzyl ethylene+0.5%Farnesol),A_2B_1C_2(1%Linalool+0.5%Benzyl ethylene+1%Farnesol),A2B2C1(1%Linalool+1%Benzyl ethylene+0.5%Farnesol)的混合信息素对其具有极显著的吸引作用,但两种小蜂对组合A_1B_1C_1(0.5%Linalool+0.5%Benzyl ethylene+0.5%Farnesol)的行为反应存在差异。两种小蜂对榕果挥发物和合成信息素的反应异同,可能与其触角结构的差异密切相关。研究结果为探究榕-蜂共生体系的化学信号传导机制提供科学依据。     

高榕榕果内Eupristina属两种榕小蜂的遗传进化关系

对生长在福州地区的高榕进行长期追踪观察,发现高榕榕果内仅生活着Eupristina altissima和Eupristina sp.榕小蜂,前者为高榕的传粉小蜂,后者无传粉行为,两者雌蜂之间在体色、触角、花粉袋和花粉刷等部位存在细微的差异,而两者雄蜂之间无形态差异。通过克隆福建地区5个样地的高榕榕果内收集到的E. altissima和Eupristina sp.榕小蜂,以及细叶榕的传粉小蜂Eupristina verticillata(外群)的Cytb及COI基因,并进行碱基组成及遗传距离分析,用邻接法构建系统发育树,分析两榕小蜂群体之间的遗传进化关系,结果显示:(1)榕小蜂COI及Cytb序列碱基组成中A+T的含量(Cytb序列中A+T=75.3%,COI序列中A+T=75.5%)显著高于G+C,符合膜翅目昆虫线粒体基因碱基组成特征。(2)对两群体小蜂进行遗传距离分析显示,Cytb序列中E. altissima和Eupristina sp. 群体内各样本之间的平均遗传距离分别为0.0092和0.0030,而E. altissima与Eupristina sp. 群体间的平均距离为0.1588;COI序列中E. altissima 与Eupristina sp. 群体内各样本之间的平均遗传距离分别为0.0065和0.0205,而二者群体间的平均遗传距离为0.1043,表明两者群体间的遗传距离明显大于各自群体内各样本间的遗传距离。统计GenBank中下载的6个属34种榕小蜂Cytb序列的种间遗传距离为0.0811-0.1723,6个属28种榕小蜂COI序列的种间遗传距离为0.0939-0.1986。由此认为E. altissima和Eupristina sp.之间的遗传距离差异已经达到了种间水平,即E. altissima与Eupristina sp.为两个不同的种。(3)在形态上,两种小蜂的雌蜂之间有微小差异,而二者雄蜂之间无差异,但Cytb与COI序列分析结果一致表明:E. altissima与Eupristina sp.雄蜂之间,以及二者雌蜂之间的遗传距离均差异显著,表明形态变异滞后于基因变异。雌蜂在表型上进化快于雄蜂,可能是由于雌蜂羽化后从榕果出飞,受到外界环境因素的影响较大,且两种雌蜂在传粉功能上存在差异,故二者之间的形态差异较大,而雄蜂寿命短,又终生生活在黑暗封闭、环境变化相对恒定的榕果内,两种雄蜂在行为上不存在差异,故二者表型变异较为缓慢。E. altissima和Eupristina sp.小蜂对宿主的专一性不强,在榕-蜂协同进化过程中,可能发生过宿主转移事件。