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论文作者:Kailen A. Mooney 期刊:《美国博物学家》 发布时间:2008-7-9 23:7:36
植物控制着与昆虫的互利关系

 

这些蚜虫将蚂蚁当作朋友还是敌人,完全取决于它们所吃的乳草。(图片提供:K. Mooney)
 
一种植物就是一种植物,它还能是别的什么吗?新的研究显示,即便在一个物种的内部,植物在塑造周围的世界时依然表现出了令人惊讶的差异性。这一发现为搞清物种相互作用中的一些令人困惑的矛盾提供了可能。
 
这项新的研究着眼于常见的乳草属植物(Asclepias syriaca)以及蚜虫和蚂蚁,后两种昆虫将前者视为自己的家。所有这3个物种之间彼此互相依赖:蚜虫以植物的汁液为食,随之分泌出一种甜的黏性物质——蜜露,而这正是蚂蚁最喜爱的食物。作为回报,蚂蚁会消灭危害这些植物的入侵者,从而保护乳草和蚜虫的安全。
 
作为一个整体,任何生物学家在研究乳草时都要考虑这种植物与昆虫互利共生所起到的作用,然而美国加利福尼亚大学欧文分校的群落生态学家Kailen Mooney和康奈尔大学的Anurag Agrawal很想搞清,这种关系的背后是否有一个基于植物的基础作为支撑呢?为了找到问题的答案,研究人员在一个遍布蚂蚁窝的田地里种植了320株乳草,而所有这些乳草是从32科遗传差异性明显的乳草中,按照每科10株挑选出来的。到了夏季,研究人员又回到这片田地,对寄居在植物上的昆虫状况进行了调查。
 
植物的遗传特性使得昆虫的生存状态产生了巨大的差异。与没有蚂蚁的植物相比,在32科植物中,有20科植物由于蚂蚁对蚜虫的帮助——这与预期的结果一致,导致蚜虫的数量增加了150%。而在剩下的12科植物中,蚂蚁实际上使蚜虫的数量减少了一半还多。蚂蚁与蚜虫种群数量之间的这种关系揭示了乳草在这两种昆虫相互关系变化中所扮演的角色,而这一角色之前并没有被科学家意识到。Mooney和Agrawal在最近出版的《美国博物学家》(The American Naturalist)杂志上报告了这一研究成果。
 
研究人员推测,乳草在巧妙地控制蚂蚁与蚜虫的关系时存在着一种利益:植物利用其所携带的蚜虫吸引更多的蚂蚁同入侵者——例如毛虫——斗争,从而达到保护自己的目的,研究小组在另一项实验中已经证明了这一点。然而这种保护是要付出代价的,例如,植物要为吸食汁液的蚜虫提供水分和糖分。对于某些基因型而言,显然拥有较少的蚜虫对这些植物更有意义。
 
华盛顿哥伦比亚特区乔治敦大学的群落生态学家Gina Wimp认为,这项研究“发现了一个之前从未被科学家所认识的关系”。她说,根据个体遗传差异和它们在植物群落中的连锁反应,使得群落生态学中之前令人困惑的变化具有了实际意义。
 
诺克斯维尔市田纳西大学的生态学家Gregory Crutsinger强调:“这一发现让问题变得更加清晰。”此外他补充说,它的重要意义在于阐明了植物实际上控制着之前被研究多时的蚂蚁与蚜虫的互利关系。(来源:科学时报 群芳)
 
(《美国博物学家》(The American Naturalist),Vol. 171, pp. E195–E205,Kailen A. Mooney,Anurag A. Agrawal)
 
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