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生境简化重塑榕树-榕小蜂互作网络: 挥发物组成与群落结构的适应性响应
罗钰, 郑旭艳, 曹力, 王波, 彭艳琼, 罗银玲, 周会平, 杨小芳, 苗白鸽, 王朝雅, 高洁
生物多样性    2026, 34 (2): 25328-.   DOI: 10.17520/biods.2025328
摘要   (613 HTML18 PDF(pc) (2060KB)(75)  

植物园(botanical garden)作为相对均质化的人工环境, 为研究植物-传粉者互作的环境适应机制提供了理想模型。榕树(Ficus spp.)与榕小蜂构成的专性互惠系统高度依赖雌花期榕果挥发物的化学通讯。榕树作为重要的观赏和生态树种, 常被引种至植物园、公园等人工环境进行异地保存。然而, 引种后榕树挥发物组成及榕小蜂群落结构是否会发生适应性变化尚不明确, 这种生境转换是否影响其互作稳定性仍待探究。本研究以自然生境和植物园中的大果榕(Ficus auriculata)为研究对象, 采用动态顶空采样结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析雌花期榕果挥发物, 并通过雄果榕小蜂群落调查, 比较两种生境下榕蜂互作的适应性差异。研究结果表明: (1)挥发物组成显著分化, 自然生境以防御相关的脂肪酸衍生物为主, 而植物园中以吸引传粉蜂的萜烯类化合物为主; (2)榕小蜂群落结构差异显著, 自然生境多样性更高, 非传粉蜂数量显著高于植物园; 而植物园中传粉蜂占比99.07%, 远高于自然生境(76.55%); (3)自然生境榕-蜂互作网络具有更高的连接度、模块性和稳健性, 表明自然生境榕蜂关系更复杂紧密, 同时模块间具有高独立性, 使自然生境榕小蜂群落更加适应外界干扰, 对环境变化有较强的抵抗力。而植物园则表现出更强的专化性和嵌套性, 由于环境条件均一化使榕小蜂群落对环境变化敏感性增加。本研究首次系统揭示了榕树迁地保护至植物园后挥发物-榕小蜂互作网络的适应性调整机制, 证实生境简化会通过改变化学信号和生态位分配重塑共生关系。成果不仅为理解专性共生系统的环境适应性提供了理论基础, 也为榕树迁地保护及生物多样性维持策略提供科学依据。



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图2 自然生境和植物园雌花期榕果挥发物的弦图(A)和非度量多维尺度(NMDS)分析(B)。两种颜色代表两个生境, 和弦图中柱子宽度代表化合物的含量百分比。化合物距离矩阵基于Bray-Curtis距离。
正文中引用本图/表的段落
在自然生境和植物园大果榕雄树雌花期榕果中共鉴定出35种挥发性化合物, 以倍半萜类为主(附录2)。挥发物的种类组成和相对含量在两个生境中存在显著差异(R = 0.631, P = 0.001) (图2)。自然生境检测到18种化合物, 包括2种单萜、4种倍半萜、1种芳香族化合物及10种脂肪酸代谢物(含1种未知的脂肪酸代谢物), 此外还存在1种未鉴定出的未知化合物, 其中樟脑相对含量最高(29.71% ± 12.43%)。植物园样本中鉴定出22种化合物: 13种倍半萜, 4种单萜(含1种未知单萜)、1种芳香族化合物以及4种脂肪酸代谢物。植物园样本中左旋樟脑、柠檬烯同分异构体(客烯Khusimene和大果榕酮)以及倍半萜类化合物(香根草酮Epizizanone类似物)的相对含量均超过6%, 显示出与自然生境不同的挥发物特征谱。虽然两类生境均检测到单萜、倍半萜、脂肪酸代谢物及芳香族化合物, 但其分布特征明显不同: 自然生境以脂肪酸代谢物种类最丰富, 但单萜相对含量最高(68.33%), 主要归因于樟脑及其同分异构体左旋樟脑的贡献; 而植物园生境则表现为倍半萜类化合物在种类(13种)上占优势, 单萜类在总含量上占优势(52.41%), 其中单萜类左旋樟脑仍为单一含量最高组分(26.0%), 其次为植物园特有的柠檬烯及其同分异构体(> 9%)。两生境仅共享5种化合物(左旋樟脑、雪松烯、蛇麻烯、客烯和反-2-甲基环戊醇), 其中共享倍半萜类(雪松烯、客烯)在植物园中的含量较自然生境高2倍以上, 而共享单萜及脂肪酸代谢物则呈现相反趋势。
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