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本文是“绿色拇指”系列文章的一部分,该系列文章将日常园艺与历史和科学相结合。
7区的日子已经变得凉爽,所以今年“绿色拇指”系列文章也快要结束了。随着收获季的到来,我们还有几周的时间,所以现在似乎是将注意力转向帮助我们花园的传粉者的好时机。近年来,人们对蜜蜂的关注度很高,因为人们担心它们的数量下降,这关系到它们为某些植物授粉和帮助粮食生产的能力。这种担忧促使一些企业开展了社会责任活动,旨在提高人们的意识并“帮助”蜜蜂。但是,它们作为传粉者的角色似乎是一种植物所利用的快乐的进化意外。蜜蜂访问花朵的主要目的不是为了给植物授粉,而是为了获取花粉来喂养它们的后代。花粉是蜂幼虫的主要蛋白质来源。蜜蜂对花粉的需求与植物对花粉的需求之间的冲突似乎通过不修边幅的蜜蜂得到了解决。
蜜蜂通过用前腿或口器从花药中收集花粉来积极收集花粉。但是,它们也会梳理自己,以去除在积极收集过程中可能通过蹭到花药而粘在身上的任何花粉。这些花粉被储存在运输器官中,在那里它们被有效地锁住,直到它们回到蜂巢才会被释放。正如你想象的那样,这对依靠蜜蜂在花朵之间转移花粉来帮助授粉的植物来说是有问题的。花粉的生产成本很高,开花植物已经开发了几种机制来减少花粉损失,包括不能消化的有毒花粉,隐藏在孔裂花药中的花粉,以及战略性地引导蜜蜂,以便花粉沉积在蜜蜂身体上它们无法触及的地方。
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正如您可能无法触及肩胛骨之间的发痒部位一样,蜜蜂在梳理身体的某些部位时也会遇到麻烦。它们无法完全触及头部后面以及背部一些对应于胸部和腹部的位置。这些区域被称为(花粉的)“安全部位”,因为即使在梳理之后,在这些部位的背侧线上也能发现成片的花粉。
研究人员通过将昆虫放入透明的塑料罐中来确认这些安全部位,罐子的底部覆盖着花粉,并用泡沫塞密封罐子。使用了两种植物的花粉,以排除由于花粉的大小或结构而可能导致的粘附问题。容器内蜜蜂的不断飞行活动搅动了花粉,将其充分混合,昆虫在几分钟内就被覆盖了。然后将它们转移到一个新的、干净的罐子里,让它们梳理自己 30 分钟。之后,将它们放入冰箱中,然后冷冻杀死,以便可以用解剖显微镜拍摄它们的身体照片。还通过用胶带去除花粉,然后将其粘在黑色纸板上来计数花粉。
为了测试植物是否可以接触蜜蜂的安全部位,在杜塞尔多夫植物园进行了一项实验,其中诱使两种蜜蜂——熊蜂(Bombus terretris)和蜜蜂(Apis mellifera)——访问花朵收集花粉。这些花朵的花药用白色紫外线发光颜料标记。在访问一次后,蜜蜂被抓住、冷冻杀死,然后拍照进行比较。
结果显示,在梳理后,花粉残留在背腰、背腹和背胸上。蜜蜂用前腿擦拭头部和触角,但它们没有触及触角之间的区域。虽然它们用中腿清洁背侧和侧胸,但熊蜂无法触及翅膀之间的空间,而蜜蜂在头部后面的一大片区域难以触及。此外,对于这两个物种,从花药转移的颜料包括安全部位。
当您考虑蜜蜂的结构以及它的腿可以触及的位置时,这种花粉的分布是可以解释的,因为这些是昆虫将花粉转移到运输器官中的主要方式。请记住,它们的主要目标是将花粉带回蜂巢,而不是自己使用,因此它们希望尽可能多地捕捉它们可以触及的花粉,并将其打包以便飞行。它们可以触及的区域,如侧翼,没有安全部位,而不太容易接近的区域,如腰部区域,将有最多的“自由”花粉。
花朵、花粉和蜜蜂之间的关系部分受到花朵形态的影响。大多数由蜜蜂授粉的植物将花粉放在背侧,因为背侧更难移除进行运输。开花植物有既得利益,使其对蜜蜂来说变得困难,因为花粉的有效分布意味着需要减少花粉的产生,并且需要更少的花药——这两者都带有沉重的能量成本。
已知蜜蜂在飞行中会梳理自己,但尚不清楚这种梳理是否更有效,并且从安全部位获得更多的花粉。我们也不知道有多少来自安全部位的花粉实际转移到其他花朵。但证据确实表明,对于唤起秩序和精确感的生物来说,一点点邋遢可能会大有裨益。
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参考文献:
Koch L, Lunau K, Wester P (2017) To be on the safe site – Ungroomed spots on the bee’s body and their importance for pollination. PLoS ONE 12(9): e0182522. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182522
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