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传粉昆虫

传粉昆虫指的是习惯于花上活动并能传授花粉的昆虫。主要的传粉昆虫多属于鞘翅目(14.1%)、双翅目(28.4%)、膜翅目(43.7%),此外还见于鳞翅目、直翅目、半翅目、缨翅目。常见的传粉昆虫如:蜜蜂、蝶、蛾、蚁、甲虫。 [1]

不同的昆虫可以根据花的大小、颜色、形状、气味、花期选择自己偏爱的花形成不同的组合。根据传粉昆虫的特征可以间接探讨被子植物起源问题,根据辽西义县组具长喙虻类化石的存在可以证明,被子植物在晚侏罗世已经出现并分化。 [1]

主要的传粉昆虫 多属于鞘翅目(14.1%)、双翅目(28.4%)、膜翅目(43.7%),此外还见于鳞翅目、直翅目、半翅目、缨翅目。

膜翅目:蜜蜂、熊蜂、马蜂、切叶蜂、壁蜂、彩带蜂等;

双翅目:蝇、虻(头蝇科、食蚜蝇科、实蝇科、花蝇科等);

鞘翅目:叩头虫科、金龟子科、郭公虫科、叶甲科、隐翅虫科、芫青科、天牛科和露尾甲科等等;

鳞翅目:碟类、蛾类成虫;

据许多学者意见,甲虫是最原始的传粉昆虫,其传粉作用居膜翅目和双翅目之后、鳞翅目之前,排第三位。

鳞翅目成虫也是重要的传粉昆虫。蝶类成虫多在白天活动,喜趋往色泽鲜艳而香味浅淡的花朵;蛾类成虫多在夜间活动,喜趋向夜间开放、颜色浅淡而香味浓郁的花朵。 [1]

一般虫媒花植物,均需要昆虫授粉,虫媒花的传粉方式属于异花授粉。常见的槐树、枣树、多种水果、向日葵、菊花、玉米、无花果等。分类大致如下:

(1)单性花:雌雄同株异花(瓜类、板栗),雌雄异株(杜仲、杨梅、柳树);

(2)雌雄异熟:雌蕊先熟(油菜、柑桔),雄蕊先熟(苹果、梨、泡桐);

(3)自花不易结实:(向日葵)。 [1]

昆虫寻找蜜源、花粉,主要是靠嗅觉,逐香而至也就成为很正常的行为。但有的昆虫在哺育幼虫时,还必须采集一定数量的花粉,因为花粉中含有较高的蛋白质、脂肪、盐、维生素和酶等营养物质。兰属中很多种类,如蕙兰、建兰、寒兰、春剑等,都有花粳基部的具甜味分泌物“兰膏”。在兰属的庞大种群中,其花色基本上以绿色为主,或稍带紫红,或白偏黄绿,鲜艳靓丽的很少。加之兰花的结构较特殊,蜜汁与兰花的蕊柱和柱头相隔甚远,这些因素都造成了一般昆虫的传粉难度。 [2]

大部分昆虫可归为四个类别,接其重要性依次顺序为:蜜蜂和黄蜂,蝇类,蛾和蝴蝶,甲虫。这些类群至少包括20万个传粉昆虫种类,占所有已知昆虫种类的20%。除了其中少数几个种类,几乎所有成虫在身体构造上都大同小异。身体由18或19个节段组成,这些节段又可分为三个部分 昆虫的头、胸和腹。
  昆虫的头部由5个节段组成,上面生有眼睛、一对触须、摄食器官和口器。口器实际上主要由环绕在口边的三对腿组成,由于已经高度变形,不再具有腿的功能,主要发挥咀嚼(如甲虫)、舔食(如蝇类和蜜蜂)、吸吮(如蛾和蝴蝶)、刺穿和吸吮(如蚊子和蚜虫)等功能。
  昆虫的胸节由3个节段组成,每个节段都生有一对腿。大部分成虫(除蝇类外)的中段和后段各长有一对翅膀,蝇类只在身体的中段长有一对翅膀。
  昆虫的腹节由10或11个节段组成,没有腿,但是雌虫在腹节的尾部生有一个产卵器,雄虫长有一个生殖抱握器,都是由经高度进化的腿发展而来的。
  所有传粉昆虫在其一生中都要经历一个完全变形阶段,结果造成昆虫在未成年和成虫两个不同时期之间在外形和行为上的根本性变化(某些昆虫种类如蚱蜢、蟑螂、蚜虫和白蚁则会经历一个逐渐变形阶段,先后经过卵、蛹和成虫阶段,不会发生根本性变化)。幼虫是从卵孵化而来的,尽管最初身形很小,但随着不断摄取食物和定期蜕皮会越长越大。当身体完全长足后,就会蜕变成蛹,这样成虫阶段的变形就开始了。幼虫和成虫之间存在着巨大差异。幼虫没有翅膀,而几乎所有的成虫都生有翅膀。长有翅膀的成虫能采访花朵,而幼虫则不能。某些幼虫生有腿脚,有些则没有。除甲虫外,所有传粉昆虫其幼虫口器与成虫相比都存在很大差异;在甲虫类群中,无论是成虫还是幼虫都生有咀嚼口器。蝇类、蜜蜂、黄蜂、蝴蝶和蛾的幼虫生有各种适合吃固体食物的特化口器,而成虫口器经过变形后,更适合吸吮花蜜之类的液体。

大多数(87.5%)开花植物是依靠昆虫或其它动物传粉以维持植物种群的繁衍。因此,传粉动物在生态系统正常运作和为人类提供营养物质方面扮演着本质性的角色。早至达尔文,生物学家就发现,传粉动物不仅可以为植物传粉,还可以促使植物多样性的演化。然而,植物是如何根据不同传粉动物做出演化反应以及演化的速度是怎样的,科学家仍知之甚少。传统的设想是,生物的演化是个缓慢的过程,例如,从人属的出现到智人(现代人)的出现经历了220万年的演化。近日,来自瑞士苏黎世大学(University of Zurich)的进化生物学家Daniel D. L. Gervasi和Florian P. Schiestl发表在Nature Communication上的一篇文章揭示:传粉昆虫可以在短期内加速野芥菜(Brassica rapa,油菜的近亲)的进化,而且进化的方向取决于传粉昆虫的种类。

研究人员用野芥菜设置了3组实验:第1组由熊蜂传粉;第2组由食蚜蝇传粉;第3组为对照组,人工传粉。3组实验各进行了9代后,研究人员测量了植物的一些表型性状,如植株的大小,花瓣反射紫外光(蜜蜂看到花的样子)的面积和每朵花释放芳香气味的量等。结果发现,由熊蜂传粉的植株个体更大,有反射更多紫外光的花更多,而且花朵释放更多的芳香气味;而由食蚜蝇传粉的植株个体更小,花朵释放的芳香气味更少,而且自花受粉的情况更多。研究人员认为,在这项研究中,野芥菜向不同方向进化的机制是由传粉昆虫对植物的喜好性决定的。在实验的后期,与由食蚜蝇传粉的实验组野芥菜花相比,熊蜂更偏好访问由熊蜂传粉的实验组野芥菜花,说明野芥菜已经演化出适应熊蜂的偏好。而食蚜蝇传粉的效率低,促使该实验组的野芥菜自花受粉的情况增加,以适应食蚜蝇传粉的不足。这项研究发现,仅仅9代,传粉昆虫就对植物对性状产生了巨大的影响。这使得研究人员推断,在自然的环境条件下,传粉昆虫的组成发生小的变化有可能引发植物快速的演化。这种现象在当前的情况下可能会更加激烈,因为已有大量研究表明,由于杀虫剂的大量使用和自然生境的破坏,一些传粉昆虫的数量正在减少。传粉昆虫的不足可能可以导致植物演化出更多的自花受粉和具更弱芳香气味的花。长此以往,这将会降低植物种群的遗传多样性并且使得植物更易感病。

前不久,有工程师研制出传粉飞行器,欲用飞行器代替传粉昆虫,以解决传粉昆虫种群消失的问题。我个人欣赏任何形式的创新,但并不看好用飞行器替代传粉昆虫的想法。植物与传粉昆虫已经相互适应演化了千百万年,传粉的复杂性远非工程师的想象。 [1]


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