汪雪敏,苗白鴿,彭艷瓊,*
(1.云南大學(xué)生態(tài)學(xué)與環(huán)境學(xué)院,昆明 650091;2.中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園,云南勐臘 666303)
有花植物的有性生殖依賴一定的媒介傳授花粉(黃雙全,2008),除少數(shù)為風(fēng)媒、水媒外,87.5%的被子植物由動(dòng)物傳粉(Ollerton,2017)。全球傳粉動(dòng)物約有35萬種,其中昆蟲占80%~85%,是種類最多的傳粉動(dòng)物(張立微和張紅玉,2015)。昆蟲在為植物傳授花粉的同時(shí),植物也為昆蟲提供食物和生長場所(欽俊德和王琛柱,2001)。絕大多數(shù)昆蟲都是在取食花粉、花蜜的過程中,體表、口器粘附花粉,被動(dòng)地為植物完成授粉(黃雙全和郭友好,2000);僅有約2%的傳粉昆蟲具有主動(dòng)為植物傳粉的行為,其為植物主動(dòng)傳粉并且依賴植物繁衍后代,與植物建立高度專性的互惠共生關(guān)系,榕樹與傳粉榕小蜂就是其中經(jīng)典的案例(Cooketal.,2004;Herreetal.,2008)。
榕屬Ficus在植物界具有獨(dú)特的隱頭花序(syconium)結(jié)構(gòu)(通稱榕果),只能依賴體長2~3 mm的專性傳粉榕小蜂從頂生苞片處鉆入甕型的果腔內(nèi)傳粉,同時(shí)榕小蜂把卵產(chǎn)于部分雌花子房中(Janzen,1979;Weiblen,2002)。這種繁殖上的互惠共生關(guān)系,至今已協(xié)同演化了7 500萬年(Cruaudetal.,2012)。已知全世界有約800種榕樹、500多種傳粉榕小蜂,其中2/3的榕-蜂種對(duì)是主動(dòng)傳粉類型,僅1/3的種對(duì)為被動(dòng)傳粉類型(Kjellbergetal.,2001;Jousselinetal.,2003;Wangetal.,2014)。主動(dòng)傳粉類型中,榕樹及榕小蜂均演化出相互適應(yīng)的傳粉結(jié)構(gòu)與行為,表現(xiàn)為榕果內(nèi)雄花數(shù)量少,花藥胚珠比小于0.16,成熟花粉囊不會(huì)自動(dòng)破裂散粉;傳粉榕小蜂前足基節(jié)上有花粉刷,中胸腹板兩側(cè)有一對(duì)發(fā)達(dá)的花粉筐,并且配合有主動(dòng)傳粉行為。而被動(dòng)傳粉的類型,榕果內(nèi)雄花較多,花藥胚珠比大于0.21,成熟花粉囊自動(dòng)破裂散粉,其傳粉榕小蜂的傳粉結(jié)構(gòu)和行為消失或退化,依靠體壁粘附花粉進(jìn)行被動(dòng)傳粉(Kjellbergetal.,2001;Wangetal.,2014)。
傳粉榕小蜂成蟲壽命通常為1~2 d(Dunnetal.,2008;Zhangetal.,2014),主動(dòng)傳粉的榕小蜂進(jìn)入雌花期榕果內(nèi)既要傳粉、也要產(chǎn)卵。榕小蜂在有限的存活時(shí)間內(nèi)如何在傳粉和產(chǎn)卵之間進(jìn)行合理分配,是長期被關(guān)注但懸而未解的問題。Galil和Eisikowitch(1974)報(bào)道,榕小蜂的傳粉行為發(fā)生在每一次產(chǎn)卵行為末期至小蜂從雌花花柱拔出產(chǎn)卵器之前。也有學(xué)者認(rèn)為,榕小蜂進(jìn)入雌花期果腔內(nèi)首先傳粉,同時(shí)標(biāo)記適宜產(chǎn)卵的柱頭,傳粉結(jié)束后在標(biāo)記過的雌花上產(chǎn)卵(楊大榮等,2001)。這些研究都基于顯微鏡下直接的跟蹤觀察,研究條件有限。隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在顯微視頻技術(shù)既能夠顯微觀察、又可以連續(xù)記錄傳粉榕小蜂在果腔內(nèi)的行為。本研究選擇雌雄同株榕樹聚果榕,采用顯微視頻設(shè)備,清晰觀察、連續(xù)記錄傳粉榕小蜂在雌花期果內(nèi)搜索、產(chǎn)卵和傳粉的行為,并進(jìn)行相關(guān)特征測量及控制性引蜂試驗(yàn),擬回答如下問題:(1)傳粉榕小蜂產(chǎn)卵器長度與雌花花柱長度的匹配程度;(2)雌花期榕果內(nèi)傳粉榕小蜂如何在搜索、產(chǎn)卵及傳粉行為之間分配時(shí)間;(3)傳粉榕小蜂個(gè)體大小與孕卵量及攜粉量之間的關(guān)系;(4)傳粉榕小蜂不同狀態(tài)和工作時(shí)間下的產(chǎn)卵和傳粉效率及最終繁殖榕小蜂的后代和榕樹種子數(shù)量的差異。
研究地點(diǎn)位于云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣勐侖鎮(zhèn),中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(21°54′N,101°46′E,海拔580 m)。該地處東南亞熱帶北緣,屬于熱帶季風(fēng)型氣候。年平均氣溫21.8℃,年平均降水量1 493 mm。干濕季分明,大部分降水(84%)發(fā)生在5-10月,極少降水(16%)發(fā)生在11月至翌年4月(Caoetal.,2006)。
聚果榕Ficusracemosa隸屬于蕁麻目(Urticales)???Moraceae)榕屬Ficus聚果榕亞屬Sycomorus,多年生喬木,雌雄同株,榕果多聚生于老莖瘤狀短枝上。聚果榕廣泛分布于喜馬拉雅南麓至澳大利亞北部熱帶地區(qū),近期分子證據(jù)顯示,其整個(gè)分布區(qū)共有4種傳粉榕小蜂,其中分布于西雙版納及周邊中南半島區(qū)域的是一種尚未描述的傳粉榕小蜂——一種櫛顎榕小蜂Ceratosolensp.(Bainetal.,2016)。該蜂隸屬于膜翅目(Hymenoptera)榕小蜂科(Agaonidae)櫛顎榕小蜂屬Ceratosolen,雌雄二型,雌蜂有翅,前足基節(jié)上具花粉刷,中胸腹板兩側(cè)有一對(duì)發(fā)達(dá)的花粉筐,主動(dòng)為聚果榕傳粉;雄蜂無翅,眼及觸角退化(Weiblen,2002)。
榕果內(nèi)雌雄花異熟。雌花先熟,此時(shí)稱為雌花期,傳粉榕小蜂經(jīng)苞片口進(jìn)入果腔傳粉和產(chǎn)卵。經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)育后,雄花成熟到達(dá)雄花期,榕小蜂后代同步發(fā)育到成蟲期,采集花粉后離開雄花期果,尋找下一株處于雌花期的榕樹,開始新的生活史循環(huán)(Gaili and Eisikowitch,1968)。
選取2株處于雌花期的聚果榕,每株樹采集雌花期果15果,每果隨機(jī)取4朵雌花,共120朵,借助安裝有測微尺的體視顯微鏡(NTX-3C)測量花柱長度。此外,再選取2株處于雄花期的聚果榕,每株樹采集雄花期果30果,用120篩目的紗網(wǎng)袋單果分裝,待榕小蜂自然羽化出蜂后,每果隨機(jī)取1頭小蜂,2株樹共取60頭,在體視鏡下解剖榕小蜂,拉出并測量其產(chǎn)卵器長度。
選取2株剛結(jié)果的聚果榕,用紗網(wǎng)袋對(duì)榕果進(jìn)行套袋隔離,排除非傳粉小蜂的干擾。當(dāng)榕果發(fā)育至雌花期,打開紗網(wǎng)袋,為避免蜂夾死于苞片到達(dá)不了果腔,每個(gè)果引入2頭榕小蜂,進(jìn)果30 min后,及時(shí)采摘進(jìn)蜂果,帶回實(shí)驗(yàn)室,借助可連接電腦錄像的Digital Microscope(AM4115T-CFVW),觀察榕小蜂在果腔內(nèi)的搜索、產(chǎn)卵和傳粉行為,同時(shí)錄制視頻,記錄并定量每頭小蜂的任意3次各行為所持續(xù)時(shí)間。每株樹觀察10個(gè)進(jìn)蜂果,2株樹共觀察20個(gè)果,共計(jì)20頭蜂。
當(dāng)榕果發(fā)育至雄花期時(shí),每株樹采集30果,用紗網(wǎng)袋單果分裝,待榕小蜂自然羽化后,每果隨機(jī)取1頭小蜂,2株樹共取60頭蜂,在體視鏡下解剖,測量其頭寬,用于代表小蜂個(gè)體大小(Liuetal.,2011);解剖腹部卵巢,計(jì)數(shù)雙側(cè)卵巢中的孕卵量(Dunnetal.,2011;徐睿等,2016);用解剖針移除胸部的雙翅及3對(duì)足,保留花粉筐位置,用超聲波儀振破花粉筐,散落出花粉,然后用細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(Multisizer 3)計(jì)數(shù)花粉量(劉明新等,2017)。
當(dāng)榕果發(fā)育到雌花期,每果控制引入1頭榕小蜂,待榕小蜂完全進(jìn)入苞片后套袋隔離以防其他小蜂進(jìn)入,并掛上記錄進(jìn)蜂時(shí)間的標(biāo)簽,共計(jì)引入蜂120果。榕小蜂進(jìn)入榕果后6 h,先采集30個(gè)進(jìn)蜂果,帶回實(shí)驗(yàn)室,取出果腔中的榕小蜂,借助體視顯微鏡解剖、計(jì)數(shù)其卵巢中剩余卵量,并參照1.5節(jié)的方法同步計(jì)數(shù)花粉筐中剩余花粉量。此外,榕小蜂進(jìn)果后24 h,再分別采集30個(gè)進(jìn)蜂果,同樣的方法計(jì)數(shù)榕小蜂卵巢中剩余卵量和花粉筐中剩余花粉量。
1.6節(jié)中單果控制引蜂試驗(yàn)剩余的60個(gè)進(jìn)蜂果,其中30果在傳粉榕小蜂進(jìn)入榕果6 h后,用注射器從苞片口往果腔中注入0.1 mL濃度為0.05%的噻蟲·高氯氟殺蟲劑,預(yù)試驗(yàn)該濃度的殺蟲劑能及時(shí)殺死榕小蜂但不影響榕果正常發(fā)育(Rajaetal.,2008);另外30果作為榕小蜂進(jìn)果產(chǎn)卵、傳粉24 h的樣本,榕小蜂進(jìn)入榕果后24 h基本奄奄一息快死亡,榕小蜂進(jìn)果后套上紗網(wǎng)袋,讓其自然發(fā)育。當(dāng)試驗(yàn)榕果進(jìn)入雄花期時(shí),及時(shí)采摘,單果分裝于紗網(wǎng)袋中。待榕小蜂自然羽化出蜂后,統(tǒng)計(jì)每個(gè)榕果內(nèi)榕小蜂后代數(shù)量和榕果種子數(shù)量。6 h及24 h的試驗(yàn)果最終分別獲得7個(gè)和18個(gè)果的樣本量。
運(yùn)用Excel計(jì)算聚果榕雌花花柱長度,其傳粉榕小蜂產(chǎn)卵器長度、頭寬、孕卵量、攜粉量,以及單果內(nèi)榕小蜂后代及種子數(shù)量(mean±SE)。由于數(shù)據(jù)不呈正態(tài)分布,采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較聚果榕雌花花柱長度與榕小蜂產(chǎn)卵器長度的差異。采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)比較榕小蜂搜索、產(chǎn)卵及傳粉各行為之間的差異,并比較榕小蜂在不同狀態(tài)及工作時(shí)間后剩余卵量和花粉量,如存在顯著差異則用Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較。采用Pearson相關(guān)分析比較榕小蜂個(gè)體大小與孕卵量、攜粉量的相關(guān)性。采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較榕小蜂進(jìn)果后6 h與24 h最終繁殖的榕小蜂子代數(shù)量差異,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(正態(tài)分布)比較樹間雌花花柱長度差異,以及相同條件下榕果最終繁殖的種子數(shù)量差異。所有的數(shù)據(jù)分析采用R 3.6.1統(tǒng)計(jì)軟件完成。
聚果榕的雌花花柱長度范圍為0.70~2.45 mm,呈單峰分布,樹間存在顯著差異(t檢驗(yàn):t=-9.50,df=118,P<0.01)。相比較,其傳粉榕小蜂的產(chǎn)卵器長度范圍在1.56~2.02 mm之間,結(jié)果顯示花柱長度與榕小蜂產(chǎn)卵器長度有顯著差異(Mann-WhitneyU:P<0.01)(圖1)。從兩者的匹配程度看,榕小蜂產(chǎn)卵器長1.83±0.014 mm(N=60),長于雌花花柱長度(1.47±0.036 mm)(N=120),榕小蜂平均可以利用90.83%雌花產(chǎn)卵。此外,雌花花柱長度的變異(CV=0.27)比榕小蜂產(chǎn)卵器長度的變異(CV=0.06)大,表明部分長花柱的雌花不能被榕小蜂產(chǎn)卵。
圖1 聚果榕雌花花柱長度和榕小蜂(Ceratosolen sp.)產(chǎn)卵器長度的頻次分布Fig.1 Frequency distribution of style length of female flowers and ovipositor length of fig wasps (Ceratosolen sp.) in Ficus racemosaA:樣樹1 Tree 1;B:樣樹2 Tree 2.
在聚果榕的雌花期,榕小蜂進(jìn)入榕果后,其產(chǎn)卵器從雌花柱頭凹陷處沿花柱插入子房,搜索產(chǎn)卵位點(diǎn)。找到合適的產(chǎn)卵位點(diǎn)后,榕小蜂腹部下沉,產(chǎn)卵于雌花子房的珠被與珠心之間,產(chǎn)卵后拔出產(chǎn)卵器,再搜索下一個(gè)產(chǎn)卵位點(diǎn)。當(dāng)卵巢中孕育的卵基本產(chǎn)完,榕小蜂才開始為聚果榕傳粉。傳粉行為表現(xiàn)為:前足積極運(yùn)動(dòng),基節(jié)上的花粉刷從中胸腹板兩側(cè)的花粉筐中刷出花粉。傳粉行為與搜索行為交替進(jìn)行,或連續(xù)多次傳粉,直至榕小蜂死亡。
榕小蜂在聚果榕雌花期果內(nèi)的搜索時(shí)間平均為26.57±1.74 s(N=120),產(chǎn)卵用時(shí)46.07±1.35 s(N=120),傳粉用時(shí)1.98±0.09 s(N=120);三者之間時(shí)間分配存在極顯著差異(H=270.51,P<0.01)(圖2)。雖然兩株樹的觀察結(jié)果存在一定差異,但總體規(guī)律一致,說明榕小蜂在雌花期榕果內(nèi)的搜索、產(chǎn)卵及傳粉行為有較穩(wěn)定的模式。
圖2 聚果榕雌花期榕小蜂(Ceratosolen sp.)在隱頭花序內(nèi)搜索(A,D)、產(chǎn)卵(B,E)及傳粉(C,F)行為的時(shí)間分配Fig.2 Time allocation of searching (A,D),oviposition (B,E) and pollination (C,F) behaviors of fig wasps (Ceratosolen sp.) in the receptive female figs of Ficus racemosaA,B,C:樣樹1 Tree 1;D,E,F:樣樹2 Tree 2.
聚果榕傳粉榕小蜂個(gè)體大小(頭寬)平均為0.44±0.003 mm(N=56),剛離開雄花期果的雌蜂卵巢中孕卵量為289±4.74粒(N=56),花粉筐中攜帶的花粉量為1 887±122.72粒(N=56)。分析結(jié)果顯示,榕小蜂個(gè)體大小與孕卵量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.60,P<0.01)(圖3:A),即個(gè)體大的榕小蜂孕卵量更多。相比之下,榕小蜂個(gè)體大小與攜粉量相關(guān)性不顯著(r=0.33,P=0.06)(圖3:B)。同時(shí),榕小蜂孕卵量與攜粉量之間也沒有顯著相關(guān)性(r=0.32,P=0.06),兩株樹間的測量結(jié)果支持一致性的結(jié)論。
圖3 聚果榕傳粉榕小蜂(Ceratosolen sp.)個(gè)體大小與其孕卵量(A)及攜粉量(B)的關(guān)系Fig.3 Relationship between the body size of fig wasps (Ceratosolen sp.) and the number of eggs (A) and the number of pollen grains (B) in Ficus racemosa
傳粉榕小蜂雌蜂剛離開雄花期果時(shí),卵巢中孕卵量為230±6.62粒(N=23)(圖4:A),花粉筐中攜粉量為2 190±185.69粒(N=23)(圖4:B)。當(dāng)進(jìn)入雌花期榕果后6 h,其卵巢中剩余卵量為11±2.53粒(N=22),與剛離開雄花期果的雌蜂相比,卵量顯著減少(P<0.01)(圖4:A);其花粉筐中花粉量為1 783±158.04粒(N=22),變化不顯著(P=0.14)(圖4:B)。結(jié)果表明聚果榕傳粉榕小蜂在進(jìn)果6 h內(nèi)主要執(zhí)行產(chǎn)卵,可產(chǎn)下孕卵量的95.22%。至進(jìn)果后24 h,榕小蜂卵巢中的卵僅剩8±5.18粒(N=15)(圖4:A),與進(jìn)果6 h的雌蜂相比,剩余卵量無顯著變化(P=0.56);花粉筐中花粉量則顯著減少至422±60.18粒(N=15)(P<0.01)(圖4:B),說明聚果榕傳粉榕小蜂在進(jìn)果后的第6-24小時(shí)里主要執(zhí)行傳粉,在此期間產(chǎn)卵較少。與剛羽化的榕小蜂相比,在雌花期果內(nèi)工作24 h后,榕小蜂卵巢中剩余卵量和攜粉量均顯著減少(卵量:P<0.01;攜粉量:P<0.01),最終可產(chǎn)完孕卵量的96.52%,傳完攜粉量的80.73%,總體顯示聚果榕傳粉榕小蜂在雌花期榕果內(nèi)的產(chǎn)卵及傳粉行為主動(dòng)、完成高效。
圖4 聚果榕傳粉榕小蜂進(jìn)果不同時(shí)間后卵巢中卵量(A)及花粉筐中花粉量(B)Fig.4 Numbers of eggs in the ovaries (A) and pollen grains in the pollen pockets (B) of fig wasps (Ceratosolen sp.) entered the receptive figs of Ficus racemosa for different time圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。柱上不同小寫字母示差異顯著(P<0.05,Kruskal-Wallis檢驗(yàn))。Data in the figure are mean±SE.Different small letters above bars indicate significant difference (P<0.05,Kruskal-Wallis test).
傳粉榕小蜂進(jìn)入雌花期榕果內(nèi)工作6 h后,雄花期最終繁殖小蜂后代221±11.56頭(N=7),榕樹種子23±6.40粒(N=7),榕小蜂后代數(shù)量顯著多于榕樹種子數(shù)量。相比之下,榕小蜂在雌花期榕果內(nèi)工作24 h后,雄花期最終繁殖小蜂后代195±17.34頭(N=18),榕樹種子983±118.87粒(N=18),繁殖的榕樹種子數(shù)量顯著多于榕小蜂后代數(shù)量(圖5)。榕小蜂產(chǎn)卵6 h與24 h相比,最終繁殖的后代數(shù)量之間沒有顯著差異(Mann-WhitneyU:P=0.88);但榕小蜂傳粉24 h的榕果所繁殖的種子數(shù)量比傳粉6 h的榕果所繁殖的種子數(shù)量顯著多(t檢驗(yàn):t=-8.07,df=17.10,P<0.01)。引蜂試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)聚果榕傳粉榕小蜂在進(jìn)入榕果的前6 h基本完成產(chǎn)卵工作,之后的6-24 h則主動(dòng)為榕樹傳粉以繁殖種子。
圖5 聚果榕傳粉榕小蜂進(jìn)果后不同時(shí)間段繁殖的榕小蜂子代數(shù)量(A)及榕樹種子數(shù)量(B)Fig.5 Numbers of wasp offspring (A) and fig seeds (B) produced by fig wasps (Ceratosolen sp.) entered the receptive figs of Ficus racemosa for different time圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。柱上不同小寫字母示差異顯著(P<0.05)(榕小蜂子代數(shù)量:Mann-Whitney U檢驗(yàn);榕樹種子數(shù)量:獨(dú)立樣本t檢驗(yàn))。Data in the figure are mean±SE.Different small letters above bars indicate significant difference in the number of wasp offspring by Mann-Whitney U test and the number of fig seeds by independent samples t-test (P<0.05).
榕樹和榕小蜂都必須利用榕果內(nèi)的雌花資源來完成繁殖,從這個(gè)角度來說,它們二者之間存在繁殖利益沖突,榕樹和榕小蜂之間權(quán)衡繁殖利益是維持該互惠共生體系穩(wěn)定的關(guān)鍵。短產(chǎn)卵器假說(short-ovipositor-length hypothesis)認(rèn)為,榕果內(nèi)的雌花有短花柱和長花柱之分,由于短花柱雌花的花柱長度與傳粉榕小蜂的產(chǎn)卵器長度相匹配,所以傳粉榕小蜂將卵產(chǎn)于短花柱雌花的子房中以繁殖自身后代,而長花柱雌花則被傳粉受精發(fā)育成為種子(Ganeshaiahetal.,1995)。但是相關(guān)的研究顯示,不同的榕樹及其傳粉榕小蜂系統(tǒng)存在差異,部分榕-蜂系統(tǒng)中榕小蜂產(chǎn)卵器長度足以到達(dá)大多數(shù)雌花子房產(chǎn)卵(Nefdt and Compton,1996)。本研究中聚果榕傳粉榕小蜂的產(chǎn)卵器比90%的雌花花柱長,與雌雄同株鈍葉榕、高榕及它們的傳粉榕小蜂共生體系相似,傳粉榕小蜂能產(chǎn)卵于絕大多數(shù)雌花子房中(張媛等,2010;Chenetal.,2013)。此外,聚果榕雌花期,雌花柱頭間緊密粘連,具有聯(lián)合柱頭平臺(tái)(synstigma),這有利于花粉管側(cè)向生長,提高傳粉和受精效率(Jousselin and Kjellberg,2001;Jousselinetal.,2003;Teixeiraetal.,2018)。本研究發(fā)現(xiàn)傳粉榕小蜂進(jìn)入榕果后,搜索雌花,優(yōu)先產(chǎn)卵,每次平均產(chǎn)卵用時(shí)46 s,前6 h小蜂主要執(zhí)行產(chǎn)卵工作,之后集中傳粉,其行為主動(dòng),連貫高效,單次傳粉僅用時(shí)2 s。這一結(jié)果主要得益于先進(jìn)顯微視頻設(shè)備的運(yùn)用,第一次展示了雌雄同株榕樹雌花期果內(nèi)榕小蜂傳粉、產(chǎn)卵的行為及時(shí)間分配,為我們理解榕-蜂如何分配繁殖雌花資源,穩(wěn)定繁殖共存提供了直接證據(jù)。
先前的研究由于難于清楚、長時(shí)間觀察傳粉榕小蜂在雌花期榕果內(nèi)的活動(dòng)行為,往往只統(tǒng)計(jì)榕小蜂剩余卵量和花粉量,以及最終成功繁殖的小蜂后代及種子數(shù)量來倒推榕小蜂可能的傳粉、產(chǎn)卵行為(Herreetal.,2008;徐睿等,2016)。本研究直接對(duì)傳粉榕小蜂行為進(jìn)行觀察,并統(tǒng)計(jì)榕小蜂在不同傳粉狀態(tài)及工作不同時(shí)間段的產(chǎn)卵及傳粉情況(圖2和4),結(jié)果一致性地支持:進(jìn)入榕果內(nèi)前6 h,榕小蜂主要執(zhí)行產(chǎn)卵行為,能夠產(chǎn)完孕卵量的95%,優(yōu)先保證自身的繁殖;之后的6-24 h,小蜂主要執(zhí)行傳粉行為,可傳完攜粉量的80%。單果控制性引蜂試驗(yàn)也證實(shí)了雌花期傳粉榕小蜂產(chǎn)卵及傳粉效率,以及雄花期最終成功繁殖的小蜂后代及種子數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖5)。結(jié)果很好地支持:執(zhí)行產(chǎn)卵的前6 h,繁殖顯著多的榕小蜂后代;而后的6-24 h,則繁殖顯著多的榕樹種子。雌雄同株不同屬傳粉榕小蜂以及雌雄異株雌雄果內(nèi)榕小蜂的繁殖行為值得進(jìn)一步對(duì)比研究。
在自然界中,主動(dòng)的傳粉模式很少見,多發(fā)生于互惠共生系統(tǒng)中,通常花及傳粉昆蟲之間有特化的傳粉結(jié)構(gòu)和行為(Kjellbergetal.,2001;Cooketal.,2004;Wangetal.,2014)。聚果榕傳粉榕小蜂除了具有主動(dòng)傳粉的行為外,還有專門用于傳粉的花粉刷與花粉筐,其通常將花粉裝于胸部腹面兩側(cè)的囊狀花粉筐中進(jìn)行攜帶。本研究表明聚果榕傳粉榕小蜂的個(gè)體大小與孕卵量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(圖3),這與高榕傳粉榕小蜂的研究結(jié)果(徐睿等,2016)一致。然而,本研究還發(fā)現(xiàn)聚果榕傳粉榕小蜂個(gè)體大小與攜粉量相關(guān)性不顯著,孕卵量和攜粉量之間沒有相關(guān)性(圖3),探明了傳粉榕小蜂個(gè)體大小與其孕卵量及攜粉量之間的關(guān)系。
在對(duì)傳粉者有利的情況下,主動(dòng)傳粉行為才可能被保留并得到進(jìn)化(Jousselinetal.,2003)。有研究報(bào)道榕小蜂幼蟲以傳粉后形成的胚乳組織為食,因此,傳粉受精可確保其幼蟲發(fā)育過程中有充足的食物(Verkerke,1989;Jousselinetal.,2003;Tarachaietal.,2008)。對(duì)分布在西雙版納的垂葉榕及分布于中美洲的幾種榕樹上,控制性引蜂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)榕樹存在寄主懲罰(host sanctions),沒有授粉的榕果會(huì)提前脫落,推測榕小蜂進(jìn)入榕果后首先進(jìn)行傳粉,以保證榕果的正常發(fā)育(管俊明等,2007;Jander and Herre,2010)。Jansen-González等(2012)對(duì)F.citrifolia的傳粉榕小蜂Pegoscapussp.發(fā)育過程進(jìn)行了一系列研究,認(rèn)為其幼蟲的取食策略隨生長發(fā)育而改變,首先取食植物珠心組織,進(jìn)入3齡幼蟲期后取食植物胚乳;當(dāng)榕果缺乏授粉時(shí),其3齡幼蟲期將取食榕果內(nèi)其他資源,但死亡率顯著升高??傊?,主動(dòng)傳粉有利于榕小蜂后代的正常發(fā)育。本研究揭示了聚果榕傳粉榕小蜂進(jìn)入雌花期榕果后優(yōu)先產(chǎn)卵、之后傳粉的生物學(xué)現(xiàn)象,這一策略保證了榕-蜂雙方的成功繁殖。本研究的結(jié)果為深入探究榕-蜂共生體系的機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。