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红姜花(姜科)同步大量开花的适应意义
高江云, 盛春玲, 杨淑霞
生物多样性    2012, 20 (3): 376-385.   DOI: 10.3724/SP.J.1003.2012.10034
摘要   (6175 HTML19 PDF(pc) (510KB)(6904)  

两性花植物同步大量开花增加了个体花展示大小, 能吸引更多的传粉者, 使植株获得更多的交配机会, 但也不可避免地带来不同程度的同株异花授粉, 进而对被子植物的性资源分配、花部性状以及雌雄异株的进化等产生重要的影响。本文以姜科红姜花(Hedychium coccineum)为研究对象, 通过人工授粉和操控试验、传粉动物的观察、自然结果率和自然居群的大小和密度的调查, 探讨红姜花同步大量开花的适应意义。结果表明: (1)红姜花的穗状花序由57.33 ± 1.68(n = 30)个蝎尾状聚伞小花序组成, 每个小花序具3.8 ± 0.15(n = 30)朵花, 同一花序上所有的小花序同步开花, 不同小花序内的花按轮次同步开放, 使花序在整个开花期间保持有数十朵花同时开放, 花序水平上的花展示极为显著; (2)红姜花为自交亲和植物, 但不存在自动自花授粉, 自然居群存在严重的传粉者限制, 其结实也存在着资源限制; (3)多型蓝凤蝶(Papilio memnon)、小矩翅粉蝶(Dercas lycorias)和黑角尖翅粉蝶云南亚种(Appias indra aristoxemus)是红姜花的有效传粉者, 3种蝴蝶对红姜花不同大小花序的访问频率都显著不同, 随着花序花展示大小的增加其访问频率也显著增加; (4)红姜花同一个体小花序内不同轮次花之间的胚珠数随轮次显著减少, 而花粉数前3轮随轮次显著增加。胚珠数的递减及结实存在着资源限制, 说明红姜花一个花序开大量的花并不是为了增加结实, 而花粉数前3轮的递增, 有利于花粉的分散输出, 提高个体的雄性适合度。



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图5 多型蓝凤蝶、小矩翅粉蝶和黑角尖翅粉蝶云南亚种三种蝶类对红姜花3个不同大小花序的访问格局(2007年7月26-29日)
正文中引用本图/表的段落
3种蝶类对红姜花的访问时间主要在11:00- 14:00之间, 对所观察的3个花序的平均访问次数明显不同, 对花序1(60朵花)和花序2(40朵花)的访问次数明显多于对花序3(5朵花)的访问次数(图5)。
红姜花具有许多蝴蝶传粉的典型花部综合征, 如细长的花冠管、丰富的花蜜、无气味、红色的花、花丝和花柱远远伸出于花冠之外等。对红姜花访花动物的观察表明其主要传粉者就是蝶类, 观察到的3种蝶类对红姜花不同大小花序的访问频率随着花序花展示大小的增加而增加(图5)。传粉者对所访问花之间的飞行距离影响着后代的适合度(Price & Waser, 1979; Levin, 1981), 蝶类比其他昆虫有更远的飞行距离, 能有效覆盖一个较大范围的居群(Beattie & Culver, 1979; Schmitt, 1980)。红姜花居群密度较低, 不同个体之间相隔较远, 个体水平上的同步大量开花有利于吸引蝴蝶的访问, 而蝶类又有较大的活动范围, 能有效促进红姜花不同个体之间的花粉传递。
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