长白山高山草甸植物-传粉昆虫相互作用网络可视化及格局分析
昆虫与植物的关系
昆虫与植物的关系作业 昆虫与植物的关系 范凡 200932 摘要：本文从昆虫与植物互利、互助的几方面阐述昆虫与植物之间的关系，包括植物被害后采取措施、植物通过进化来吸引昆虫为其传粉以及特殊的肉食性植物等。通过这些了解昆虫与植物间复杂而密布可分的关系，是我们能够去发现更多问题，解决问题，从而去造福人类。 关键词：昆虫；植物；寄主；关系 昆虫和植物是组成陆地生态系统的重要组成部分，二者能够占到地球生态系统中生物总量的60％，从远古起就有因生境和物候的一致而生活在一起，在营养、繁殖、保护、防卫、扩散等等方面有着密切的联系，二者相互作用、彼此影响，在某些外在因素推动下，使某些种类衰败淘汰，有些种类继续延绵、繁荣昌盛。它们各以对方为强有力的进化选择因素作为条件，持续地但又有步骤地相互调节制约，造成了协调适应或协同进化（coeverlution）（Ehrlich和Raven ，1965）。 目前，植食性昆虫的种类估计约在35 万种左右, 已知被子植物的种类总数约为23万5千种。昆虫与植物产生变异和适应环境的能力都很强，它们在陆地上密切相处。经亿万年的演化而形成各种类型的关系。 1.昆虫采食植物，植物成为昆虫的猎获物 昆虫与植物这种关系在生态系统中最为普遍，大部分植食性昆虫以植物为食，对植物造成危害甚至死亡。目前研究较多的为农林业害虫，即和人们生产生活相关的昆虫。据不完全统计，仅在我国比较重要的农业害虫就达700多种，这些害虫每年都造成巨大经济损失。 食叶类害虫与其寄主 食叶类害虫包括取食叶片、刺吸叶片嫩茎、潜叶和卷叶危害几类。其中取食叶片害虫主要蚕食植物叶片，利用其咀嚼式口器蚕食叶片形成缺刻或孔洞，严重时将叶片吃光，仅剩枝干、叶柄或主叶脉。该类害虫繁殖力较强，并有主动迁移、迅速扩大危害能力。主要有鳞翅目、膜翅目、鞘翅目和直翅目等害虫。其代表害虫有历史上经常爆发的蝗虫、远距离迁飞的粘虫、农牧交错带危害巨大的草地螟以及今年在我国北方地区迅速扩散并造成大量危害的美国白蛾等。刺吸危害的主要是以刺吸式和锉吸式口器危害植物，主要包括蚜虫类、介壳虫类、螨类、飞虱类、叶蝉类、粉虱类、木虱类、蝽类以及蓟马类。其危害较重
植物与天敌昆虫有密切关系
植物与天敌昆虫有密切关系 1．生蜂寄主定位中的作用 植物挥发物在寄生蜂的寄主栖息地定位中起着 重要作用。在自然状态下, 某些健康植物能释放对寄 生蜂有吸引作用的挥发物。当植物受到植食性昆虫为害后, 可引起植物的间接防御, 即产生对一定种类寄 生蜂具引诱作用的挥发物来保护自己。此外, 害虫的 产卵也能诱导部分植物产生引诱天敌的物质。 寄生蜂是农林生态系统中害虫生物控制的重要力量, 其种类多、数量大, 约占寄生性天敌昆虫总数的 80% 。寄生蜂能否成功找到其合适寄主是其控制害虫、繁衍种群的首要条件。然而, 释放到田间的寄生蜂 在目标田间滞留时间有限, 对寄主的搜寻效果不太理想, 寄生率低, 影响了应有的防治效果。寄生蜂要成 功寄生于寄主, 必须经过3个阶段: ( 1) 寄主栖境定位; ( 2) 寄主定位; ( 3) 寄主接受。每一阶段都与信息 化合物有着密切联系, 植物挥发物在前两个阶段中起 着重要作用。了解植物挥发物对寄生蜂寻找寄主行为
的影响, 可为实际应用信息化学物质以提高寄生蜂的控害潜能提供理论依据。 虽然植物挥发物释放量大, 在远距离仍易被检测到, 但是其暗示适合寄主存在的可信性比较差。试验证明, 寄生蜂对其健康寄主植物的挥发物并没有嗅觉反应。在选择性试验中, 盲蝽长缘缨小蜂的雌蜂不能被其健康植物的气味所吸引，健康植株在烟蚜茧蜂长距离搜索中并不起作用。所以, 在田间可适当增加蔬菜种类的丰富度, 以提高此区域的寄生蜂群体。 2．挥发物对天敌昆虫异色瓢虫的引诱效应 采用嗅觉仪测定和比较了国槐、柳树、杨树、臭椿、榆树、白丁香、红花刺槐、蕃茄、枣树、云杉10种植物枝叶挥发物对蚧虫和蚜虫的重要天敌——异色瓢虫的引诱效应. 结果表明，在所试验的10种植物中，国槐枝叶对异色瓢虫的引诱作用最强，其平均趋向率达60%. 通过用热脱附气相色谱/质谱联机(TCT-GC/MS)方法，从国槐枝叶的挥发物中检测出38种组分，烯类化合物含量最多，占63.3% (其中萜类化合物6种)；烷烃类化合物占16.2%；其它为萘及其衍生物、苯及其衍生物、酯类、醛类和醇类等. 从检出的国槐挥发
异花传粉植物对传粉者适应机制浅析
异花传粉植物对传粉者适应机制浅析程庄镇第一初级中学七二班杜新梅 我学过了七年级上册生物《开花与结构》一节课，使我明白了“传粉与受精”的重要意义。有性繁殖是植物基本的繁殖方式，而传粉是不可缺少的环节，包括自花和异花传粉两种方式。异花传粉产生的后代具有较强的生命力和适应性，在进化过程中逐渐被选择并得到了发展，成为大多数被子植物的传粉方式。传送花粉的媒介有风、昆虫、鸟和水，最为普遍的是风和昆虫。植物在长期进化演变过程中逐渐形成了一系列适应传粉媒介的机制，并通过花的形态、结构、产物和行为等得以表现。 I引诱机制 植物不能移动位置去寻找传粉动物，但可以利用一定的手段吸引昆虫或鸟类前来传粉。虫媒花有“三宝”——色彩、气味和蜜粉。其花朵大而显著，结构比较复杂，形态变化多样，有的具有蜜腺。花瓣中含有的花青素、胡萝卜素和叶黄素等有机色素，赋予了花朵绚丽的色彩；细胞中的挥发性油滴散发出浓郁的花香。花瓣表面密密麻麻地布满了小凸起，在阳光照射下折射出夺目光泽。蜜腺分泌的香甜蜜汁，以及富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养成分的花粉，被聚集在一个特定的位置。有些花还向传粉昆虫提供一些能成为昆虫信息激素原料的气味性物质，或一些树脂等营巢材料。 不仅如此，植物的引诱手段还因传粉者的种类和活动时问的不同而异。分布在北半球温带原野上的植物的花往往是黄、白、紫红或蓝色的，因为这里的昆虫对于鲜红色辨别力一般较差。在靠近热带及亚热带的地方，花却多为鲜红色，也是因为此处的蝶类及蜂鸟善于辨别鲜红色。暗黄和深红色的花，散发着腐臭，访问者主要是蝇类。夜晚是蛾类活动频繁的时段，所以夜开花多为白、黄等浅色，并伴有浓香。 2空间机制 植物往往通过花朵的空间位置来加强引诱效果。以动物为传粉媒介的花朵常开放在枝头和树冠外围，周围少有枝叶遮挡。如鹤望兰等典型鸟媒植物的花一般长在枝条非常显眼和有利的位置，周围有供鸟起落的“平台’’和空间。而蜜腺和花蜜一般要藏在花的底部和里面，传粉者要到达蜜腺和吸吮花蜜，必然要碰触到外围的花药或柱头，达到传粉目的。生长在河流中的水芹菜开花时，雌花从水下逐渐升出水面，其上游的雄花会放出花粉，花粉顺水而下，与雌蕊相遇，完成授粉。 3时间机制 依靠蜜蜂、蝴蝶等昼性昆虫授粉的花朵，会依次在白天开放：凌晨3时蛇麻花；清晨4时牵牛花；清晨5时野蔷薇；早6时龙葵花；7时蒲公英……显然，晚间开放的花朵则是以夜性蛾类为授粉媒介的。有时，植物还会在特定的时间段分泌花蜜以限制利用花蜜的昆虫种类。 风媒花能根据外界气候和天气状况，判断何时释放花粉。它们通常在早春和秋季气候较温和时开花以避开暴风雨。同样的道理，在刮风和无风的静寂中，禾草类植物会把花粉暂时封存，等待着天气清爽、太阳暖和的清晨或黄昏。 雌雄蕊不在同一时间成熟可算得上是植物避免白花传粉的绝招。而多数风媒花有先叶开花的习性，散出的花粉受风吹送时可不受枝叶的阻挡。 4结构机制 植物的花形构造也是在长期进化过程中获得的一种适应异花传粉的重要性状。许多植物的花往往有一些特殊结构能有效保证植物的授粉。马兜铃的花瓣合生为一个狭长的筒，像长颈瓶，雌雄蕊和花蜜都在瓶底，瓶颈内壁则生有斜伸向基部的倒毛。马兜铃是雌蕊先熟花。
植物的传粉策略
植物的传粉策略 光明中学孙汝燕在很长一段时间里，许多人认为只有动物才具有复杂的、各式各样的行为。但是现代生物学家们发现，植物能够做动物所做的一切事情，而且植物行为比动物行为具有更多的独特性、趣味性及隐秘性。植物世界有爱情也有战争，有智慧也有文化，在生物进化的长河中不断地接受、抗争、适应以及智慧地成长。在我们关注动物及其行为的同时，另一类重要的生命——植物和植物行为，为我们认识生命拓展了一个有意义的概念和领域。 植物爱情与战争是智能的典型体现。在植物伊甸园中，为了达到繁衍后代的目的，植物在恋爱、结婚、生育、后代成长的各个环节都有着让人叹为观止的行为。 大家都知道，植物是固着生长的，它们不像动物一样可以自由的活动，那么它们要怎样才能交配从而让后代生长呢？植物的花粉（雄性生殖器官）要怎样才能传送到柱头（雌性生殖器官）上呢？ 授粉的方式分为自花受粉和异花受粉。能进行自花授粉的植物较少，大多数植物需要外力的帮助才能实现传粉。自花传粉的植物通常可以将性状稳定的遗传下去，性状一般不会改变。进行异花传粉的植物，在产生配子的过程中非同源染色体的自由组合以及交叉互换现象而导致配子多种多样，加上雌雄配子的结合是随机的，导致受精作用后产生的个体多种多样。因此相对于自花传粉，异花传粉的植物后代能更好的适应多变的环境，有很大的优势。 如果缺乏传粉媒介，精子输送受阻，将导致花不能受精结实。因此，能否将花粉输送到合适的柱头之上，决定了花儿开放的命运。花粉携带精子的运动，很大程度上决定了植物的交配方式，并且影响后代的遗传组成，从这个角度上看，花粉的命运就是植物未来的命运。植物可以借助风力，水流等自然作用进行传粉，更多的时候植物需要动物来为其传粉。植物都有各自的传粉策略。 一、依靠风力传粉的植物 像小麦、水稻、杨树和栎树等，它们借助风的帮助来传送花粉。不要以为风力传粉是方便的事，一阵风来就可以把花粉吹落到另一朵花的柱头上。事情没那么简单。植物生长在空旷的地方，风向又经常在变动，要使细小的花粉刚好落在
昆虫与植物的关系
昆虫与植物的关系： （一）昆虫采食植物，植物成为昆虫的猎获物 （二）昆虫在植物上寄生，植物成为昆虫的寄主 （三）昆虫为植物传授花粉，植物为昆虫提供食物 （四）昆虫携带或搬运植物种子，帮助扩散，植物对昆虫提供食物 （五）昆虫帮助植物克服与其竞争的其它植物，植物为昆虫提供食物和居住场所（六）昆虫抵御植物的采食者或寄生者，植物为昆虫提供食物和居住场所（七）昆虫为植物收集营养成分 （八）植物捕食昆虫，昆虫成为植物的捕获物 （九）植物对昆虫的天敌起招引或指示作用 昆虫对植物的利用：对营养成分的获得、对其它有用物质的获得、适宜小生境和居住场所的获得、昆虫利用植物隐伏及拟态以躲避天敌； 植物对昆虫的反应和依赖：在生长上的反应化学驱拒和抗生作用、以昆虫作为食物、依赖昆虫传授花粉和散布种子、依赖和利用昆虫的保护作用。 昆虫与花的关系： 1、蜜源植物花部综合特征与访花昆虫的协同适应 (1)花的颜色：访花昆虫在接近植物时，其视觉感受到花色，并能被一定颜色的花吸引。不同的昆虫之所以被不同的花色吸引，是由于它们的视觉对不同花色的感受程度不同。此外，花色的变化对于授粉者来说是一种信号。 (2)花的外形：花的外形对昆虫的访花有导向作用，如花的大小、花瓣的形态、柱头的形状、花瓣表面结构、花倾斜的角度等表型特征都成为昆虫访花的识别信号。
(3)花的气味：花的气味是植物吸引昆虫授粉的另一个重要因素。有些花的香气与蜂类荷尔蒙的香气近似，对蜂类会产生特殊的吸引力。 (4)花蜜：花蜜中主要含有蔗糖、葡萄糖和果糖。不同花的花蜜种类和含量都不同，因而授粉者也不同。花蜜中的营养成分能满足授粉者对营养和能量的需求，从而吸引授粉者采集。 (5)花粉：花粉的数量很大而且营养非常丰富，能给授粉者提供完善的营养物质，而且花粉较容易采集。 2、昆虫结构及生理对访花的适应，访花昆虫有各自不同的身体结构与不同的访花行为相适应。(1)昆虫的外部结构对访花的适应：为了适应不同位置的蜜腺，不同访花昆虫类群有着不同类型的口器。此外，蜜蜂科昆虫携粉足也是其适应访花而进化出来的特殊结构。(2)昆虫的内部系统(消化器官及酶系)对访花的适应：昆虫消化道的长度由食物的类型来决定。取食固体食物的较短，液体食物的较长。因取食的食物不同，消化细胞分泌的酶也不一样。不同昆虫消化道中pH值亦有不同，因而，它们能消化的食物种类就不一样，从而访问的花种类也就不同。(3)昆虫的微观结构(嗅觉感受器官)对访花的适应：访花昆虫的嗅觉感受器官也适应于各自的访花方式。不同种类的访花昆虫有着不同类型的嗅觉器。访花昆虫触角上的这类感受器分布最多，此外在下颚须上也存在嗅觉感受器。这些不同类型的嗅觉感受器有着帮助昆虫找到要访问的花源的作用。
第七讲 授粉昆虫
第七讲授粉昆虫 有人这样比喻，“地球上如果没有植物，昆虫就不复存在；如果没有昆虫，植物也不会繁衍生存”。这话一点不假。昆虫是植物的主要传粉媒介。现在已知显花植物中，有85%是由昆虫传媒授粉的，只有10%是风媒传粉，5%是自花授粉。超过一半的世界食物脂肪和油来源于油籽——椰子，棉花，油棕榈，橄榄树，花生，油菜，大豆和向日葵，这些食物许多依赖或受益于昆虫授粉，我们可以得出这样的结论：我们日常生活食物的1/3是直接或间接来自于昆虫授粉。 一、传粉昆虫（植物媒婆）的效能 自花授粉的植物会将外来花粉拒之门外，仅仅依靠自己就能完成受精。在植物的进化长河中，由于交配中的精卵细胞来自同一植物，会降低族群中基因的变异，在面对环境的变动或竞争时，这类植物就可能丧失其优势局面。 为了增加基因变异，提高对环境、竞争的适应，植物总是朝着异花授粉的方向发展，这时相望而不能及的雌蕊和雄蕊要想完成交配，就得寻找一个“媒婆”，自己不能亲临，找人代劳也是不错的选择，这些“媒婆”就是生活在植物周围的昆虫、雀鸟、蝙蝠等生物，甚至还有风和水。“媒婆”需要做的，就是把一朵花上的花粉带到另一朵花的柱头上以便它们完成交配，当然，请人帮忙总归要付一些酬劳，所以这些花往往有着艳丽的色泽，特殊的香味，或者可口的花蜜。不过，并非所有昆虫都喜欢香味，因此对于苍蝇这样口味独特的“媒婆”，也会有植物散发臭味投其所好。 在植物与传粉昆虫这一共生系统中，经过漫长的进化过程，植物与传粉昆虫为了实现各自的自身利益，形成了多样的吸引和利用对方的生存战略。
1.招蜂引蝶，“媒婆”成人之美 “蝶恋花”往往被人们作为美的象征加以描述，也常被用来比喻英俊男儿追求美丽姑娘的行为。然而在自然界，“蝶恋花”仅是植物与昆虫相互依赖，共生共存这一生命现象的一个侧面。事实上，与蝴蝶喜欢花一样，植物也同样喜欢昆虫，并想方设法为自己的花涂脂抹粉，乔装打扮，以招引更多的昆虫。 图：雀鸟和蜜蜂的传粉工作进行中，对于服务对象和“媒婆”，这是一种“我出花蜜，你传粉”的双赢行为。“媒婆”们快活的进食完后，花粉也就落在了柱头。 虫媒植物为了让更多的昆虫为自己服务，首先要将昆虫吸引到花上来，所以植物的花一般都色泽鲜艳芬芳。然而只靠色彩、香气等广告手段，大多数的情况下，是很难长期诱引传粉昆虫的。因此，大部分虫媒花都以某种形式为服务者提供一定的报酬。有些以分泌花蜜的形式来招引食客；有些则生产大量的花粉；也有些则向传粉昆虫提供-些能成为昆虫信息素材料的气味性物质，或向昆虫提供一些树脂等营巢材料。“媒婆”们受到色泽、气味的吸引，来到花朵前，食用或带走自己的酬劳--花蜜（花粉），这个时候花朵就会把花粉悄悄撒落在它们身上，当它们前往另一朵花时，在忙碌的进食过程中，它们携带的花粉就会自然而然的落到柱头上，这样一次互赢的交易就正式完成。 除了吸引较多的传粉昆虫为己授粉外，为了实现异花授粉的目的，最好希望访花者接下来的去处为同种异株植物。因此，植物还必须控制报酬量，若分泌的花蜜量太少，来访者不足的话，授粉效果当然不会好。但如果花蜜量分泌过多，一朵花的蜜量已经满足访花者要求的话，来访者就不会继续它的服务，导致授粉效果下降。
维持榕树与传粉榕小蜂专性共生关系的化学生态学机制
维持榕树与传粉榕小蜂专性共生关系的化学生态学机制 在已知的大约750种榕属(Ficus, Moraceae)植物中,几乎每一种都与其专一性的传粉榕小蜂(Agaonidae, Chalcidoidea, Hymenoptera)建立了专性传粉共生关系。一种榕树只能由与其相应的一种传粉榕小蜂为其传粉,作为回报,榕树为其传粉者提供后代发育的场所。 这种共生关系存在的前提在于传粉榕小蜂对寄主榕树的准确定位。过去的研究表明,榕树的隐头花序在接受期时通过释放特殊的挥发物吸引传粉者。 本文将挥发物分析与生物测定试验结合起来,研究榕树的挥发物组成、释放规律以及它们对传粉榕小蜂行为的影响,以更深入地探讨榕树-传粉榕小蜂共生关系维持的化学生态学机制。本文的研究主要着眼于以下三个方面的内容:(1)榕树挥发物的特异性以及传粉榕小蜂对寄主的识别能力。 对西双版纳地区常见的四种榕树,包括雌雄异株的斜叶榕(F. tinctoria)、对叶榕(F. hispida)、鸡嗉子榕(F. semicordata)和雌雄同株的聚果榕(F. racemosa)的挥发物进行了分析。结果表明,四种隐头花序接受期挥发物无论是释放量,还是其组成都存在显著性差异。 斜叶榕、对叶榕和聚果榕隐头花序接受期挥发物都是通过常见化合物的不同比例的组合实现特异性的,即“泛化”策略;而鸡嗉子榕的挥发物组成的99%是一种特殊化合物对甲基苯甲醚,即采取了“特化”策略。结果还表明,榕树隐头花序挥发物的含量与隐头花序的果径和雌性小花数量等特性没有显著的相关性。 在生物测定试验中,对叶榕隐头花序的接受期挥发物对其传粉榕小蜂Ceratosolen solmsi marchali表现出极显著的吸引作用,但非寄主隐头花序的接受期挥发物对C. solmsi marchali没有明显的吸引作用,甚至会引起它的回避
植物与昆虫的美丽爱情
一生有你——植物与昆虫的爱情 元稹说：曾经沧海难为水，除却巫山不是云。真爱是一种让人幸福又给人力量的情感。人类倾其一生都在寻找这种对的感觉。你可曾知道在植物的世界里也有这样让人动容的真挚感情？而且这种感情跨越物种——植物与昆虫。一起来听两个故事。 一、榕先生与榕小蜂姑娘 榕先生天生高傲，把自己那些美丽的花儿深深藏在果腔内壁，却也隔绝了对他献殷勤的蜜蜂小姐。似乎榕先生的生命就此结束，但是他依然健康的活到了现在，这背后支撑他的就是那个为他而生的姑娘——榕小蜂。 众所周知，榕树的隐头花序是一个相对封闭的结构，只有位于果顶部层层叠叠的苞片与外界相通，因此风雨无法为其传粉，其他蜜蜂倒也觉得麻烦，趁早离开。而身材娇小又锲而不舍的榕小蜂似乎爱上了这固执又高冷的榕先生而不惜一切走入他的心。 每年的花季，榕花绽放，敏锐的榕小蜂嗅到雌花散发出的香气，来到榕果上。为了帮助榕先生传粉，榕小蜂要经过一番殊死拼搏，她用触角柄节定位并一层层的撬开所有的苞片，艰难地进入果腔。这个过程是残忍的，通常进入到果腔的榕小蜂遍体鳞伤，缺翅、断触角应有尽有。受伤后的榕小蜂给榕花传粉后便再也无力离开这个果。大概榕小蜂姑娘的这份痴情与坚韧打动了高冷的榕先生。为了回报传粉榕小蜂，榕果提供部分花柱较短的雌花子房让榕小蜂产卵繁殖后代。渐渐地，榕果雌蕊进化出了长柱花和短柱花，短柱花的花柱长度刚好与榕小蜂的产卵器长短相匹配，于是榕小蜂就选择在短柱花的子房里产卵，长柱花主要接受花粉生产种子。同样，榕小蜂的雄蜂为了繁衍出后代为榕树传粉，一辈子都幽闭在黑暗的花序内，翅、眼和步行足退化，体色褪淡。雌蜂则进化出产生可以削扁头部往花序里钻的结构。经过历史的磨合，榕先生和榕小蜂姑娘现在在物候和生活周期上已经完全保持高度一致。这大概就是爱情的力量吧。为你，我倾尽所有努力改变自己，从身到心都成了最爱你的样子。 二、金合欢小姐和她的守护神 金合欢小姐婀娜多姿，亭亭玉立，却因此也招来昆虫界大混混-天牛或者强壮的长颈鹿的欺凌。每到这危急时刻，一群看似弱小却精悍的小蚂蚁总能挺身而出，英雄救美。这群小蚂蚁名叫含羞草工蚁（Crematogaster mimosae），但他们却一点也不像含羞草那般娇羞，舍己救美，足智多谋。一旦遇到来犯者，他们就会立刻合众群力进行反抗，徒手打不过，就一起撕咬来犯者最薄弱的地方。保护他们心中永远的女神！直至将他们赶跑。金合欢小姐为了感谢他的守护神，专门在树叶尖分泌甜汁贡献给她的守护神们，甚至在自己的树枝上长出空心刺给他们做巢穴。他们就像一个幸福的家庭，你照顾我的生活，我保护你的安全，慢慢相守到老。 有人做过实验，将他们彼此分开，结果是红颜易逝，青春不再。金合欢很快就发育不良，生长萎靡。生活中没有了彼此，谁都不是那个完整的灵魂。 生物学上将这种昆虫与植物之间的感情称为协同进化。即，植物与昆虫之间为了适应环境演化出的互惠共生关系。协同进化是生物适应进化的结果，正因为有这样多的跨越物种的互帮互助，才让我们这个世界的物种多样性更加丰富，让整个生物圈更加稳定且丰富多彩。
传粉细蛾与大戟科植物专性授粉的互惠共生体系
传粉细蛾与大戟科植物专性授粉的互惠共生体系1 白海艳，李后魂 南开大学生命科学学院，天津（300071） E-mail：lihouhun@https://www.wendangku.net/doc/9c1377221.html, 摘要：在已知的昆虫与植物所形成的专性授粉互惠共生体系中，榕树——榕小蜂、丝兰——丝兰蛾体系是经典实例，国内外学者已经从不同角度进行了大量的研究，为我们理解植物——传粉者互惠共生体系协同进化的机理和历史积累了宝贵的资料。近些年的研究发现鳞翅目细蛾科头细蛾属昆虫与大戟科植物之间也存在相似的协同进化关系。本文对国内外学者有关传粉细蛾与大戟科植物互惠共生协同进化的研究进行了整理。 关键词：细蛾科；头细蛾属；大戟科；授粉；协同进化；协同物种形成 很早以前昆虫与开花植物的关系就已经受到人们的关注，C. K. Sprengel就曾经在其重要著作Das Entdeckte Geheimniss der Natur中指出，花的形状、颜色、气味和分泌物等在吸引昆虫为其授粉方面起重要作用[1]。19世纪中期达尔文的有关兰花授粉研究结果的发表又引起人们对这个领域的极大兴趣。自然界中，绝大多数开花植物都是虫媒花，不同种虫媒花以不同种类的昆虫为传粉媒介，在漫长的进化过程中，传粉昆虫与虫媒植物之间形成了协同进化关系。 协同进化（coevolution）的观点是探讨生物多样性形成机制的一个新的重要理论基础。该名词首次见于C. J. Mode[2]的“专性寄生物与寄主间协同进化的数学模型”一文中，而P. R. Ehrlich和P. H. Raven于1964年在Evolution杂志上发表的关于蝴蝶与植物之间相互关系一文则是首篇明确关注协同进化关系的文章[3]。J. Roughgarden[4]和D. H. Janzen[5]于1979年和1980年分别定义协同进化，均强调相互影响的物种间进化的同步性，也称一对一协同进化（pairwise coevolution）。D. J. Futuyma[6]提出的扩散协同进化（diffuse coevolution）则主要强调相互影响物种之间的长期适应行为。由于一对一协同进化定义的严格性，在自然界符合这一严格定义的协同进化关系很少见。对昆虫来说，只有寡食性甚至是单食性的种类才有可能通过寄生、共生、共栖等形式与寄主之间形成一对一协同进化关系[7]。众所周知，榕树——榕小蜂、丝兰——丝兰蛾专性授粉互惠共生体系是植物与昆虫协同进化的经典模式。化石资料表明榕树与其传粉者之间的互惠共生关系是最密切、最古老的，早在白垩纪时期就已确立，而人们对这一关系的认识和研究始于20世纪50年代，近20年成为研究热点[8]。在鳞翅目昆虫中，对丝兰——丝兰蛾互惠共生关系的认识和研究较早。1892年C. V. Riley[1]对丝兰蛾的口器、产卵器构造、丝兰花的结构及丝兰蛾的传粉行为、卵和幼虫的形态及发育、果实的受害程度、几种伪丝兰蛾(the bogus yucca moth)的形态习性等进行了详细描述。文献资料表明[9~14]，从19世纪至今各国学者从不同角度对丝兰——丝兰蛾互惠共生体系进行了大量的研究，为理解种子寄生性昆虫与寄主植物间协同进化机制提供了数据资料。T. H. Fleming和J. N. Holland又报道了仙人掌科（Cactaceae）鸡冠柱属（Lophocereus）植物Lophocereus schottii 与螟蛾科（Pyralidae）毛螟亚科（Glaphyriinae）昆虫Upiga virescens之间的专性授粉互惠共生关系，并与丝兰——丝兰蛾体系进行了比较[15, 16]。2003年M. Kato [17]等首次报道了细蛾科（Gracillariidae）头细蛾属（Epicephala）昆虫与大戟科（Euphorbiaceae）算盘子属（Glochidion）植物之间种专性授粉的互惠共生协同进化关系。相继发现传粉头细蛾与大戟科叶下珠属（Phyllanthus）和黑面神属（Breynia）植物间也同样存在这种协同进化关系[18, 19]。正在进行 1本课题得到教育部博士学科点专项科研基金资助（20020055033）。
昆虫与植物的协同进化
亿万年来,昆虫与植物各自经历着复杂的演化,比如他们的种类由少到多,结构由简单至复杂,分布范围由狭到广。昆虫和植物两者为了营养、繁殖、保护、等而发生了密切的关系,双方在所建立的协同进化的关系中相互作用、相互影响,并且通过变异和特化而彼此适应。今天我要给大家讲的是有关协同进化方面的知识。 首先我们来了解一下协同进化的含义。 协同进化：指自然生境中两个或多个物种，由于生态上的密切联系，其进化历程相互依赖，当一个物种进化是，物种间的选择压力发生改变，其他物种将发生与之相适应的进化事件，结果形成物种间高度适应的现象。 而从广义的概念来理解协同进化也称共同进化指生物与生物、生物与环境之间在进化过程中的某种依存关系。可以从分子水平、细胞水平、个体水平、种群水平和生态系统水平上的协同进化。 我们都知道蜜蜂是最重要的授粉昆虫，蜜蜂在与植物长期协同进化的过程中，其形态结构、活动习性与植物的形态结构、生理生化特性和授粉的最佳时间等方面都形成了相互依赖的关系。例如蜜蜂需要花蜜和花粉，需要授粉的植物在长期进化过程中，就形成了鲜艳的花瓣，同时散发香味，产生蜂蜜和花粉，但每一朵花上的量又很少，蜜蜂一次飞行需要采几十或几百个花朵才能满载而归。植物为了吸引，昆虫来传粉，蜜汁和花粉一般互生在一块，蜜腺位于花朵底部，蜜蜂在采蜜过程中必须刷擦花药或柱头从而完成传递花粉和授粉的过程。 对于昆虫来说，能否正确的分辨出植物是后代能否存活下来的关键。昆虫通过某种方式能够识别植物的分类关系，这种方式即是按照植物的化学成分来鉴别植物。昆虫寻找那些与其基因中所要求的相同的化学成分，并根据这些成分找到相应的植物，这些植物常常只局限于一个种或一个属。植物的相应化学物质就是联系植物和昆虫关系的基本因素。 植物的防御是与昆虫的行为协同进化的，在昆虫一方，被认为由多食性向寡食性过渡；在植物一方，昆虫显然是一种始终影响植物进化过程且不断变化的动力。植物作为对植食性昆虫的反应而发生的物理和化学变化与昆虫为适应新寄主植物而经历的行为和代谢方面的变化，都突出表现了各自的遗传可塑性。 昆虫与植物协同进化的结果是昆虫有其特定的取食范围，植物对昆虫具有防
植物与昆虫间的信息交流
植物与昆虫间的信息交流
摘要：生物的信息传递是生命科学中引人入胜的研究领域之一,各生物种之间和种群内部都存在化学信息的交流方式。许多陆生植物之间可以合成并释放特定的次生物质,这些次生物质可以通过空气和土壤两种载体进行信息传递。在植物和昆虫之间也存在着这种化学信息传递的方式，植物气味物质在植物与昆虫之间的化学通讯中起着决定性的作用,并且调控昆虫的多种行为,诸如引诱昆虫趋向寄主植物,刺激昆虫取食，引导昆虫选择产卵场所,进行传粉和防御等。有些植物则当受到食植性昆虫危害时会释出一些引诱害虫天敌的化学信号。这些化学信号是一些挥发性萜类混合物,天敌昆虫就以此来区分受害和未受害植株。尽管目前在害虫综合治理中,昆虫信息素的应用越来越显得比天然植物气味源更受重视,但是必须指出的是,昆虫信息化合物首次成功地使用于植物保护的却是天然植物气味源。在利用植物气味源作害虫测报和防治中,近年来一种简单价廉的粘胶诱捕器己成为多种害虫的标准测报工具。在害虫综合治理中利用植物气味源的技术显然是具有不可估量的潜力和操作上的简便。 关键词：植物与昆虫间相互关系，化学通讯，行为控制 据估计世界上至少有2万种植物和昆虫有着密切的相互依存关系。这些植物种类在生长发育过程中产生约5～10万种次生化合物 ,其中已鉴定出化学结构的有6000 多种生物碱、3000多种萜类、数千种苯丙酸类化合物、1000 多种黄烷类化合物、500多种醌类化合物、650多种聚乙炔类化合物和400多种氨基酸。这些次生化合物中的大
部分对植物正常生长发育并不很重要 ,但研究表明它们却在植物与昆虫相互依存关系中显得非常重要。植食性昆虫是利用寄主植物所释放的化学信号来确定自己的飞行行为 ,从而准确地找到寄主植物。如果没有植物气味的存在,多数植食性昆虫找到寄主植物的概率非常低,将直接影响到这些种类昆虫的生存繁衍。 迄今为止的研究已表明植物释放的化学信息可分为两类:一类是植物本身在生长发育过程中所释放的挥发性气味物质,这些气味物质诱导着昆虫产生寄主定向行为、逃避行为、产卵场所选择、刺激雌雄交配、取食、聚集和传粉行为等。第二类化学信息则是植物受到昆虫攻击后才产生和释放的 ,这些化学信息招引捕食性天敌来抗御外来害虫的攻击 ,起着互利素的作用,或是释放一些气味物质作为同种植物个体间的告警化学信号,有的甚至释放能抑制植食性昆虫幼虫取食的化学物质等。 一、植物释放的物质对昆虫行为的影响 <一>、植物挥发性物质对昆虫行为的影响 植物挥发性物质在昆虫对寄主植物的定向定位、取食、产卵等行为反应中起着重要的作用。研究表明,植食性昆虫在寻找寄主阶段,主要通过嗅觉感受器对寄主植物特异性的气味进行识别,即通过识别由植物气味按一定组分和严格比例组成的化学指纹图而到达植物。通常昆虫在其寄主气味存在时的交配成功率较高,而有些种类的昆虫则必须在寄主植物气味的存在下才能成功地交配,如北美凤蝶的寄主为伞形花科植物,其挥发性气味可提高北美凤蝶在寄主植物上的着落机