西双版纳三种雌雄异株榕树榕—蜂互惠共生系统稳定机制的研究

论文摘要

榕树与榕小蜂是研究动植物协同进化的经典材料之一。本文以西双版纳三种雌雄异株榕树和它们的传粉榕小蜂及非传粉小蜂为实验材料,采用人工套袋梯度放蜂实验方法和生物测微技术,主要从榕树与榕小蜂的生物学及生态学两个方面展开对雌雄异株榕树榕—蜂共生系统稳定机制的研究。另外,通过对不同程度生境干扰下斜叶榕各种生理指标的测定,分析斜叶榕小蜂群落的组成变化,以及该变化与生境干扰的关系。主要的研究结果如下：1.三种雌雄异株榕树及其传粉榕小蜂繁殖特征的协同进化：在三种雌雄异株榕树中,雌花期雌雄株榕果的进蜂量（繁殖性雌蜂的数量）没有显著差异,且榕果直径与进蜂量二者间没有显著的相关关系；在鸡嗉子榕及对叶榕中,在进蜂量1-6只／果时,随着繁殖性雌蜂数量的增加,榕树种子及传粉榕小蜂雌蜂后代的平均数量显著增加,各自占总雌花的比例也显著增加,每个梯度种子数量都显著高于雌蜂后代数量,而在斜叶榕中二者数量呈下降趋势,且种子与雌蜂后代数量无显著差异；三种榕树中,平均每只繁殖性雌蜂产生的种子及雌蜂后代数量都呈下降趋势,但平均每只繁殖性雌蜂产生的种子数量都高于雌蜂后代数量。因此在直径较大的雌雄异株榕树中,榕树可能仍然占有“主导地位”；与Herre （1989）对12种雌雄同株榕树的相关研究比较,在繁殖性雌蜂数量较高时雌雄异株榕树产生种子及雌蜂后代效率更高。2.榕树不同繁育系统雌花花柱长度与繁殖率的比较：1)两种雌雄同株榕树传粉小蜂产卵器长度显著高于两种雌雄异株的,且雌雄同株榕树雌花花柱长度变异高于异株的；2)两种雌雄同株榕树雌花花柱呈单峰分布,雌花花柱长度变异高于产卵器长度变异；两种雌雄异株榕树雌花花柱呈双峰分布,雌花花柱长度变异高于小蜂产卵器长度变异；3)两种雌雄同株榕树在传粉小蜂产卵器可及雌花花柱长度比例方面占更高优势可更有效地产生瘿花,而雌雄异株榕树产生种子的优势更强。研究表明：在产卵器长度及雌花花柱分布方面,雌雄异株榕树优势更强,但是在繁殖率方面没有绝对的优势。3.生境干扰对斜叶榕小蜂群落结构的影响及其对榕蜂互惠共生系统的意义：斜叶榕小蜂群落包括一种传粉榕小蜂（Liorrhopalum gibbosae）及六种非传粉小蜂,分别是Sycoscapter sp.1, Philotrypesis ravii, Philotrypesis sp.1, Neosycophila omeomorpha, Sycophila sp.1,和Walkerella sp.1。生境干扰大的地方特征为温度较高,遮荫度较低,噪音较大。随着生境干扰程度的增加,榕小蜂群落对于生境干扰的反馈是相当复杂的,干扰程度与传粉榕小蜂及非传粉小蜂的数量和比例间并不呈简单的负相关关系,但在干扰更为严重的地方传粉榕小蜂的性比却有显著增加。目前的研究结果表明生境干扰对榕小蜂群落变化的影响不呈规律的变化,揭示生境干扰对热带雨林生物多样性的影响有待于更加深入和广泛的研究。4.斜叶榕榕蜂繁殖率的变化及其在榕树进化中的意义：斜叶榕中雌雄株榕果,同一棵树榕果的雌花总量没有显著差异；随着繁殖性雌蜂数量的增加,雌蜂后代数量及比例有显著下降,种子的数量及比例没有显著差异；与放蜂的实验果相比,自然果的种子及雌蜂后代的数量和比例最低；非传粉小蜂对传粉小蜂产生了显著的负面影响。结合Herre对分布于美洲的12种雌雄同株榕树的繁殖率的变化,及Yu等对雌雄同株异株榕树进化关系的推测,我们推测斜叶榕很可能处于雌雄异株向同株转化的中间过渡类型。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 昆虫与植物之间的互惠共生理论概述
• 1.2 榕树与榕小蜂互惠共生系统
• 1.3 榕树的繁殖类型:雌雄同株与雌雄异株
• 1.4 雌雄同株、异株榕树稳定机制的研究概述
• 1.5 生境干扰对动植物群落的影响概述
• 1.6 本研究问题的提出
• 2 研究样地、材料与方法
• 2.1 研究样地概况
• 2.2 研究材料
• 2.2.1 鸡嗉子榕及其传粉小蜂
• 2.2.2 对叶榕及其传粉小蜂
• 2.2.3 斜叶榕及其传粉小蜂
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 样树选择
• 2.3.2 自然果实验
• 2.3.3 定量放蜂实验
• 2.3.4 数据处理
• 3 研究结果与分析
• 3.1 三种雌雄异株榕树及其传粉榕小蜂繁殖特征的协同进化
• 3.1.1 繁殖性雌蜂数量分布
• 3.1.2 榕树及其榕小蜂的繁殖特征
• 3.2 榕树不同繁育系统雌花花柱长度与繁殖率的比较
• 3.2.1 雌雄同株与异株榕树传粉小蜂产卵器长度比较
• 3.2.2 四种榕树雌花花柱长度分布及与传粉小蜂产卵器长度比较
• 3.2.3 三种榕树繁殖率的比较
• 3.3 生境干扰对斜叶榕榕小蜂群落结构的影响及其对榕蜂互惠共生系统的意义
• 3.3.1 斜叶榕小蜂群落组成
• 3.3.2 不同程度生境干扰对斜叶榕小蜂群落的影响
• 3.4 斜叶榕榕蜂繁殖率的变化及其在榕树进化中的意义
• 3.4.1 雄果内榕小蜂繁殖率的变化
• 3.4.2 雌果内榕树繁殖率的变化
• 4 讨论
• 4.1 三种雌雄异株榕树及其传粉榕小蜂繁殖特征的协同进化
• 4.1.1 繁殖性雌蜂数量的分布
• 4.1.2 榕果和榕小蜂的繁殖特征协同进化
• 4.2 榕树不同繁育系统雌花花柱长度与繁殖率的比较
• 4.2.1 雌雄同株与异株榕树传粉小蜂产卵器长度比较
• 4.2.2 四种榕树雌花花柱长度分布及与传粉小蜂产卵器长度比较
• 4.2.3 四种榕树繁殖率的比较
• 4.3 生境干扰对斜叶榕榕小蜂群落结构的影响及其对榕蜂互惠共生系统的意义
• 4.3.1 斜叶榕榕小蜂群落
• 4.3.2 生境干扰对斜叶榕小蜂群落的影响
• 4.4 斜叶榕榕蜂繁殖率的变化及其在榕树进化中的意义
• 5 研究结论
• 6 参考文献
• 7 发表文章目录
• 8 致谢