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蜜蜂的生意,苍蝇也来掺一脚…

葛应强 科学大院 2023-04-05


去年七月酷暑当头,动辄近40度的高温令人难受,还是去山上转转更凉爽,于是跑到一处高山草甸纳凉。这里海拔约2600米,大中午的气温不过20来度,宛若春季甚是舒适。高山花期晚,路旁的伞形科植物仍在盛放,周围还有着许多正在忙活的蜜蜂......


高山环境优美,气温宜人

(图片来源:作者摄)


等等,仔细一瞧,这些忙着采蜜的昆虫哪里是蜜蜂,竟都是黑漆漆的苍蝇!


这是怎么回事?苍蝇不是应该以污秽腐败之物为食吗?我们熟知的传粉昆虫蜜蜂去哪里了?难道“勤劳的园丁昆虫”这一美称要易主了?


一根藤上七个瓜,一株花上几只蝇

(图片来源:作者摄)


传粉功劳,苍蝇有份


其实,传粉并不是蜜蜂的专属技能,以蝇类为代表的双翅目昆虫也是重要的访花者。


据记载,双翅目昆虫中至少有71个科、超过5.4万个物种能作为媒介帮助植物传粉。其中我们最为熟悉,也是最常见的当属食蚜蝇。公园里在花朵旁边悬飞的小虫子就是它,经常被大家误认为是蜜蜂。


论传粉能力,食蚜蝇和它的兄弟姐妹们并不弱。尽管身上没有像蜜蜂携粉足一样的特化传粉结构,双翅目传粉昆虫靠着庞大的基数和较高的访花速率,也帮助了不少植物完成授粉并顺利结实。


青海西山双翅目传粉昆虫组成

(图片来源:作者汉化自参考文献6)


吃得满嘴花粉的食蚜蝇

(图片来源:deviantart.com)


苍蝇不但能传粉,而且在特定环境中还是“最强王者”。比如在前文所说的高山生境中,以蝇类为代表的双翅目传粉昆虫,其多样性往往高于膜翅目、鞘翅目和鳞翅目昆虫,成为了帮助高海拔植物繁衍的主力军。


如果不单看访花习性,而是把所有物种一并计入,昆虫的多样性排序从高到低依次是:鞘翅目(约40万种)>鳞翅目(约15万种)>膜翅目(约13万种)>双翅目(约12万种)。这四个目级阶元占据了整个昆虫纲中的半壁江山,号称虫界“四大天王”。没想到,把评判标准具体到高山传粉者时,排名竟会彻底翻转,老四变成了老大。


传粉网络结构是一种在群落水平上记录并分析传粉昆虫与植物种类互作关系的研究方法。下图高海拔地区的案例直观地展示出,双翅目传粉昆虫相较于其他三类昆虫在物种数量和访花强度上的绝对优势。这类平常惹人嫌的昆虫在高山生境中的重要生态作用可见一斑。


法国马尔瑟纳山脉传粉网络结构图

(图片来源:作者汉化自参考文献1)


海拔越高,苍蝇越多


双翅目传粉昆虫的绝对优势似乎仅限于高海拔地区。从高山草甸往下走,辛勤园丁的称号还得还给蜜蜂。


研究高山传粉生态的科学家们发现了一个规律,传粉蝇类和蜂类的多样性会随海拔高度的变化呈现明显相反的线性关系。随着海拔升高,蜂类的物种数和个体数不断降低,而蝇类的物种数和个体数则逐渐升高。


(图片来源:作者汉化自参考文献4)


海拔高度的变化最直接的影响就是温度的变化。众所周知,海拔每上升100米,气温会对应下降0.6度(也就是气温垂直递减率)。一项研究用荟萃分析的方法总结出了蝇类成为高山传粉最强王者的临界温度范围为4.9-5.7度(年均温)。当年均温低于这个范围时,高山生境中由蝇类来主导传粉,反之则以蜂类为主。


蝇类蜂类两类传粉昆虫和温度的线性关系

(图片来源:作者汉化自参考文献3)


适应高山,双向奔赴


以蝇类为主的双翅目传粉昆虫到底有什么能耐,能够在高山生境中克服低温困境,以至于取代蜜蜂成为传粉主力呢?


研究结果认为两个特征很关键:体色和体型。昆虫属于变温动物,主要依靠外界环境来获得热量。体色越深,越能从阳光中吸收足够热量;而更大的体型则能积蓄更多能量来保证自身日常活动的消耗,这也是为何高海拔地区的蜂类不多,且往往以硕大的熊蜂为主。


熊蜂约等于XXL码的蜜蜂

(图片来源:npr.org)


作为高山传粉生态中的另一半,植物花朵也随海拔高度呈现规律性变化,来匹配传粉昆虫的习性,以便提高授粉成功率。


以蔷薇科植物蕨麻为例,这种植物在落基山脉的生长范围较广,从2100到3650米均有分布。人眼看去,不同海拔的蕨麻种群花瓣颜色一致,都是纯黄色。但在特定的昆虫可见波长下,其花瓣会呈现出深色斑块,也叫作紫外线靶眼(UV bullseye)。


研究发现,蕨麻花瓣的紫外线靶眼大小会随着海拔升高而变大。对于传粉昆虫而言,紫外线靶眼就像一个显眼的标记信号,能帮助它们在茫茫高山上更准确地定位到花朵位置。


要是我们也能看到紫外线的话

(图片来源:作者汉化自参考文献2)


结语


新疆沙漠中传粉的蜂麻蝇

(图片来源:作者摄)


除了高海拔地区,以蝇类为主的双翅目传粉昆虫还在高温高热或高纬度等各种艰苦环境中践行着它们的职责,作为优势传粉媒介为特殊生境中的开花植物传宗接代。


看来,这些比蜜蜂更不怕苦不怕累的小苍蝇们,的确值得“勤劳的园丁昆虫”这一美称。



参考文献:

[1] Galliot J N , Brunel D , A Bérard, et al. Investigating a flower-insect forager network in a mountain grassland community using pollen DNA barcoding[J]. Journal of Insect Conservation, 2017.

[2] Matthew, H, Koski, et al. An altitudinal cline in UV floral pattern corresponds with a behavioral change of a generalist pollinator assemblage[J]. Ecology, 2015.

[3] Mccabe L M ,  Cobb N S . From Bees to Flies: Global Shift in Pollinator Communities Along Elevation Gradients[J]. Frontiers in Ecology and Evolution, 2021, 8:626124.

[4] Mccabe L M , Colella E , Chesshire P , et al. The transition from bee-to-fly dominated communities with increasing elevation and greater forest canopy cover[J]. PLoS ONE, 2019, 14(6):e0217198.

[5] Ssymank A , Kearns C A , Pape T , et al. Pollinating Flies (Diptera): A major contribution to plant diversity and agricultural production[J]. Biodiversity, 2008, 9(1-2):p.86-89.

[6] 席文静. 青海西宁西山访花昆虫与虫媒植物的比较分析[D]. 青海师范大学, 2017.





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