关键词:
报春苣苔属
传粉生物学
繁育系统
开花物候
摘要:
苦苣苔科报春苣苔属植物对环境因素(如:光照、温度、湿度等)的要求非常高,生境独特,随着自然环境的变化,以及人类有意或无意的对环境的破坏,导致本属植物生境条件丧失,很多种类目前只发现一个或几个分布点,如果环境遭到严重破坏,物种可能面临野外灭绝的危险。本文从开花物候、花粉柱头的生物学活性、访花昆虫种类和访花行为、花粉/胚珠比率、OCI指数、套袋实验的结实率等方面对药用报春苣苔(Primulina medica)、牛耳朵(P. eburnea)、漓江报春苣苔(P. lijiangensis)、心叶报春苣苔(P. cordata)这四种报春苣苔属植物的繁育系统和传粉生物学特性进行研究,旨在了解其开花特性、传粉系统以及繁育特征,为该物种就地保护和迁地保护提供相应的理论基础;比较药用报春苣苔、漓江报春苣苔、心叶报春苣苔与广布种牛耳朵的传粉生物学差异,为这三种植物狭域分布原因提供传粉生物学方面的的实验证据。药用报春苣苔单花周期为4-5天,每植株花序数5-20,每花序7-60朵花,花冠白色带粉色,平均长约24毫米,花粉/胚珠比率(P/O)为282.58±5.02,OCI指数为4,套袋实验结果表明其自交亲和,自然情况下自花授粉几率极低,需要传粉者,有效传粉者为花条蜂(Anthophora florea)和黄纹无刺蜂(Trigona ventralis),其中花条蜂为主要传粉者,报酬主要为花粉,未发现花蜜。牛耳朵单花周期为6-8天,每植株花序数1-10,每花序1-17朵花,花冠淡紫色,平均长约49毫米,花粉/胚珠比率(P/O)为537±18.04,OCI指数为5,套袋实验结果表明其自交亲和,自然情况下自花授粉几率极低,需要传粉者,有效传粉者为花条蜂和熊蜂(Bombus sp),报酬为花粉和花蜜,晴天平均产蜜量为2.25±0.47 μL,含糖量51.91±1.49%,雨天平均产蜜量为4.66±0.91μL,含糖量34.82±1.10%。漓江报春苣苔单花周期为3-5天,每植株花序数3-12,每花序8-56朵花,花冠红色,平均长约26毫米,花粉/胚珠比率(P/O)为290.85±5.34,OCI指数为4,套袋实验结果表明其自交亲和,自然情况下自花授粉几率极低,需要传粉者,有效传粉者为黄纹无刺蜂,报酬主要为花粉,未发现花蜜。心叶报春苣苔单花周期为6-8天,每植株花序数1-6,每花序1-3朵花,花冠淡紫色,花冠平均长约55毫米,花粉/胚珠比率(P/O)为331.76±13.08,OCI指数为5,实验结果表明其自交亲和,自然情况下自花授粉几率极低,需要传粉者,有效传粉者为黄纹无刺蜂,报酬为花粉和花蜜,晴天平均产蜜量为1.03±0.21μL,含糖量23.75±0.94%。四种植物不同的花部特征都是为了吸引更多的昆虫访花,完成传粉过程,进而产生较高的结实率,而在长期的自然选择下,植物与传粉昆虫发生了协同进化,例如:花粉粒外壁为网状饰纹,网眼数目多大小不一,且侧面有三条萌发沟,使之更容易附着在传粉昆虫背部,而传粉昆虫背部具有明显的毛,能够携带更多的花粉。传粉者的传粉行为与传粉者体型和花大小有关:当传粉者和花大小契合度较高时,传粉者降落在花瓣下唇裂片上,爬行进入花筒的时候背部碰到的是下弯的柱头,接着从两花丝之间穿过寻找花蜜,此时花药被外力影响而开裂,花粉降落到传粉者的背部,当传粉者访问下朵花时,背部碰到柱头完成传粉过程;当传粉者体型较花小时,传粉者进入花筒的过程中可能不会碰到柱头,导致传粉失败,此时植物产生相应的适应机制,柱头下弯幅度加大,使小的传粉者背部碰触到柱头的可能性加大,当传粉者采集花粉作为报酬时会从下方抱着花药转动,花药开裂花粉下落到传粉者胸腹部以及腿部,柱头在距离花药不远处,由于传粉者的移动,可使之完成自花传粉,当访问下一朵花时完成异花传粉。降水对这四种植物传粉影响最大,降水降低了昆虫的活动,同时水分稀释了花蜜,降低了对昆虫的吸引,浸泡在水中的花粉会失活,如果长时间的降水,花冠容易腐烂,会使花期提前结束,造成较低的结实率。传粉过程同样受到生物因素的影响,盗蜜者取食花蜜,会降低花朵对传粉者的吸引,花冠采食者破坏花冠,使传粉者丧失降落点,减少传粉者访花。比较四种植物传粉生物学研究,并未发现明显的证据说明药用报春苣苔、漓江报春苣苔、心叶报春苣苔狭域性分布的原因。