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    2027年, 第动植物互作期
    刊出日期:2027-01-28
      
    专辑名称: 动植物互作
    专辑责编: 刘木, 王嵘, 贺强
    油麻藤属(Mucuna)植物的传粉和种子传播研究进展: 现状与展望
    肖治术, 范宗骥, 于桂清, 范明亮
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0057
    摘要 ( 544 )   知识图谱   收藏
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    油麻藤属(Mucuna)为泛热带分布的豆科藤本植物,因其老茎生花、爆裂传粉及藤蔓绞杀等独特生态现象,以及在食用、药用和园林观赏等方面的多元价值,成为研究动植物互惠关系与协同适应的理想模型。基于1970–2025年全球文献的系统查阅与灰色文献追溯,本研究综合分析了油麻藤植物在花期与果期/种子传播期的多感官信号(视觉、嗅觉、听觉、触觉)如何塑造其传粉与种子传播综合征,并比较了不同大陆间传粉模式的地理分化与种子传播机制的趋同特征。研究表明,在传粉方面,不同大陆的传粉机制呈明显分化:南美区域的M. holtonii和M. urens演化出依赖回声定位蝙蝠的声学-嗅觉综合征,通过凹碟形旗瓣反射超声波、夜间释放含硫花蜜锁定蝙蝠传粉者;M. japira则依赖鸟媒表现为视觉-味觉综合征,以亮黄色花与高果糖蜜吸引红腰酋长鹂,并借助蝶蛹资源形成“盗蜜促传粉”的三方互作。亚洲区域的油麻藤大果亚属物种则演化出以非飞行兽类(松鼠、猕猴、果子狸等)为媒介的嗅觉-攀爬可及性综合征,通过老茎生花、浓烈腐臭气味与短花梗结构,便于兽类在密林中多高效取蜜并触发爆裂开花。在种子传播方面,南美和亚洲区域的油麻藤物种均表现为分散贮藏型啮齿动物介导的趋同综合征,体现在种子形态和大小、营养成分以及物理和化学防御特征的协同适应。这些种子普遍较大(鲜重数克)、富含蛋白质与脂肪,具坚硬木质种皮与高浓度L-Dopa等“高回报-高防御”组合,既吸引啮齿动物,又通过增加处理成本与毒性来触发贮藏行为。啮齿动物可将种子搬运并单粒贮藏于距母株约20 m范围内,有效降低母株植物周边的密度制约捕食压力并提升萌发机会。在亚洲区域(中国),基于常春油麻藤M. sempervirens的种子标记跟踪与红外相机监测,首次实证啮齿动物兼具传粉与种子传播双重互惠功能,暗示该模式在亚洲分布的油麻藤中可能广泛存在。通过整合文献案例与方法体系(红外相机、套袋实验、种子标记释放、化学分析等),本研究完善了油麻藤植物传粉和种子传播研究的技术框架,期望为揭示油麻藤属植物与动物间协同适应的生物地理动态机制提供新认知,并为其就地保护与管理实践提供科学支撑。
    昆虫虫瘿生态系统的复杂性及成瘿机制研究进展
    刘志祥, 黎凤兰, 黄晓磊
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0449
    摘要 ( 344 )   知识图谱   收藏
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    昆虫虫瘿系统存在复杂的生态互作,具有丰富的多样性和极高的农业经济价值。但虫瘿复杂性、形成机制及多样化成因等方面理解的欠缺阻碍了致瘿害虫高效防控和虫瘿资源规模化应用。该文对虫瘿复杂性、形成和多样化的多维调控机制进行综述并讨论了潜在的研究方向。虫瘿以昆虫-植物为核心构建复杂生态互作网络,生物和非生物因素共同影响虫瘿互作及表型的复杂性,但其复杂互作网络的生态后果仍待系统阐明。成瘿机制的复杂性或许是虫瘿复杂性和表型多样化的原因之一,目前研究表明基因表达改变、效应蛋白介导的互作、植物激素动态调控、次生代谢产物积累与解毒、植物生理生化参数变化、植物表观遗传调控与昆虫共生微生物均可能参与虫瘿形成和发育并影响其功能和表型多样化,但详细机制及多因子协同作用路径仍不清晰。未来研究可整合多组学、人工智能、实时可视化传感器与基因编辑等技术,开展以下研究:1.建立虫瘿多样性数据库及更多类似Ab‑GALFA的模式系统;2.解析更多昆虫效应蛋白及其作用靶标,揭示二者互作模式;3.明确激素(昆虫/植物源)调控网络的时空对话机制;4.阐明次生代谢产物介导的昆虫-植物攻防互作在虫瘿形成中的作用,强化昆虫对虫瘿次生代谢产物的解毒代谢机制研究;5.探讨表观遗传与昆虫共生微生物在成瘿中的作用;6.揭示多因子在虫瘿形成及多样化中的协同效应。相关突破将深化对虫瘿生态系统形成、维持及多样化调控机制的理解,并为开发基于成瘿机制的高效控害技术及虫瘿资源规模利用提供理论支撑。
    新生代被子植物叶脉密度演化的驱动因素研究:气候适应与植食压力
    曹伊菲, 苏涛, 曹敏, 汪海燕, 杨洁
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2025.0448
    摘要 ( 214 )   知识图谱   收藏
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    叶脉网络能够反映植物的水力运输效率与生态策略。传统观点认为,叶脉密度主要受气候因素,尤其是水分条件的制约。然而,基于现生物种生理机制得出的结论能否有效解释宏观深时尺度上的性状演化模式,目前仍存在较大争议。本研究整合了全球2642个现生物种与新生代41个新生代化石植物的叶脉密度数据,结合高分辨率古气候记录与地质时期昆虫物种多样性数据,系统探讨了叶脉密度的演化轨迹及其潜在驱动因子。研究结果表明:1)在系统发育背景下,现生物种的叶脉密度与年降水量及降水季节性变化都具有一定的相关性 ;2)在地质时间尺度上,叶脉密度的长期演化趋势与全球气候的变化趋势一致,但单一气候因子难以完全解释叶脉密度的演化变异;3)泛植食性昆虫的多样化与叶脉密度的长期变异趋势同步,二者呈现显著正相关。研究结果揭示出新生代被子植物叶脉密度的演化并非完全由环境因子驱动,而也可能是对植食性昆虫多样化所带来取食压力的适应,本研究强调了生物互作在植物性状宏观演化中的关键性驱动作用。
    植物紫外摄影与紫外荧光摄影:生物学意义、常见误解及操作指南
    刘红芝, 陈哲, 任子珏, 高新宇, 牛洋
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0044
    摘要 ( 153 )   知识图谱   收藏
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    许多动物都拥有紫外视觉,紫外摄影在研究与色彩相关的动植物相互作用中发挥重要作用。然而,紫外图像获取仍存在一定技术门槛,且常与其他方式成像(如紫外激发荧光图像)混淆,可能导致对结果的误读。本文介绍紫外图案和荧光的生物学意义,常见解读误区,还介绍了利用数码相机拍摄紫外图像和荧光图像的原理、设备配置和操作要点。通过比较分析多种植物花朵的成套可见光、紫外光和荧光图像,揭示了它们的区别与联系。我们发现,由于紫外图像和荧光图像都能够反映植物的色素类型,在一定程度上可利用荧光图像推测紫外特征。然而,两者之间的联系较复杂,不能简单利用荧光图像替代紫外图像用于分析。此外,本文还提供了详细的紫外摄影设备配置指南和用于智能手机的便捷替代方案,为生物色彩研究提供参考。
    扩散和选择过程共同影响木瓜榕榕果小蜂群落构建的实证研究
    喻越, 王刚
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0095
    摘要 ( 75 )   知识图谱   收藏
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    解析群落构建机制是在生态系统层面上认识和保护生物多样性的重要基础。相关研究往往面临群落物种构成复杂、群落边界模糊、样本重复不易等困难和挑战。榕属植物(桑科、榕属)的隐头花序(榕果)及其内部寄生的多种榕小蜂形成的榕果小蜂群落,避免了一般群落体系的上述弱点,有望为群落构建机制研究提供简化体系。本研究以西双版纳木瓜榕(Ficus auriculata)榕果内7种榕小蜂为对象,通过实证研究扩散过程和选择过程对榕小蜂群落构建的影响,评估榕果小蜂群落在群落建构机制研究中的适用潜力。基于7种榕小蜂共45,483只母蜂扩散数据和来自30个榕果小蜂群落的共160,560只子代小蜂的数据分析发现:榕小蜂母蜂的扩散过程显著影响榕果内子代小蜂群落的物种多度:传粉小蜂Ceratosolen emarginatus扩散数量和子代物种多度均占据绝对优势,非传粉小蜂中Sycoscapter roxburghi次之,而Platyneura sp.1、Platyneura sp.2和Philotrypesis sp.小蜂的扩散数量和子代多度均较低;榕小蜂扩散数量越多,子代群落多度越大,但未检测到明显的优先效应信号。同时,榕小蜂产卵选择相关特征显著影响子代榕小蜂数量:榕果内产卵的传粉榕小蜂显著高于在果外产卵的非传粉榕小蜂的子代数量;非传粉小蜂的产卵器越长,子代数量越多。本研究通过直观实证数据支持了扩散和选择过程在群落构建中的重要作用,并进一步探讨了榕果小蜂群落作为群落构建机制研究新模式体系的潜在价值。
    上海植物园夏季访花互作网络结构特征
    陈婷媛, 裴子豪, 邓玲丽, 王嵘, 严 巍
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0226
    摘要 ( 24 )   知识图谱   收藏
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    城市绿地是缓解城市化对传粉昆虫不利影响的重要绿色空间。植物园具有丰富的植物种类,但是植物园中植物-传粉昆虫互作网络特征仍不明确。本研究以2024年上海植物园夏季公民科学调研活动中采用的样线调查法所拍摄的影像图片为分析数据集,探索当地访花昆虫的多样性与访花互作网络结构,并揭示该网络特征。研究共获取记录到访花行为的有效影像图片6,507张,确定了1,211次访花行为,涉及190种(含栽培品种)被访植物与67种访花昆虫。访花昆虫以蜜蜂、蝶类和食蚜蝇等类群为主,其中东方蜜蜂(Apis cerana)、菜粉蝶(Pieris rapae)被记录到的次数最多;被访问植物以金光菊(Rudbeckia laciniata)、蓝花鼠尾草(Salvia farinacea)等种园艺品种为主。通过构建访花互作网络,发现该网络连接度为0.0438,网络特化程度为0.325,嵌套指数为13.38,模块性指数为0.443。这些结果表明网络中的互作关系趋于特化,网络具有模块化特征。在该访花互作网络中共识别到13个模块,其中6个模块规模较大,涵盖了635次访花行为,且部分模块内的植物具有相似的花部特征。网络稳健性分析结果表明相比于随机灭绝情况,访花互作网络稳健性对植物互作物种数和物种强度更为敏感。鉴于这些指标,将蓝花鼠尾草(Salvia farinacea)、金光菊(Rudbeckia laciniata)、千日红(Gomphrena globosa)确定为重要蜜源植物,同时依据物种特化程度,发现海州常山(Clerodendrum trichotomum)等乡土植物支持了大量专性访花昆虫。综上所述,本研究通过全民参与的公益活动揭示了一个典型人工绿地中的访花互作网络特征,并鉴别出了主要的蜜粉源植物,为城市绿化设计规划与城市传粉昆虫多样性保护提供了全新的探索模式与案例支持。
    祁连山高寒草地虫媒植物与传粉昆虫的物候匹配关系
    王文, 杜军, 任珩, 何志斌, 苗晨鑫, 武娟娟, 马登科
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0157
    摘要 ( 28 )   知识图谱   收藏
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    【目的】植物与传粉者间较高的物候匹配性是双方实现高效互惠的前提,探究二者在气候变暖背景下的物候匹配关系,对科学评估传粉互作网络的动态演变有重要意义。【方法】本研究以祁连山典型高寒草本群落为对象,在个体、种群、功能群和群落4个水平上,利用绝对错配、相对错配、重叠时长与耦合度等多项参数,对两者的物候匹配关系进行多尺度综合量化。【主要结果】结果表明:物候错配现象在各层次普遍存在,且随着分析尺度从群落、功能群、种群降至个体水平,错配程度及其变异范围逐渐增加。相较于早花类群,中、晚花植物发生错配的风险较高。不同植物物种之间,随着与关键传粉者错配时长的增加,两者物候概率分布的耦合性也普遍降低。在自然群落中,“虫早花晚”和“花早虫晚”两种错配模式均有出现,且前者的发生概率超过了60%,此现象在中、晚花植物类群中更甚,且在晚花类群中,该模式的错配程度更大。总体而言,祁连山高寒草地植物与传粉者的物候匹配关系呈现复杂的多尺度特征与显著的模式分化。未来研究有必要综合考量多尺度互作及错配模式差异,以准确评估高寒生态系统中物候错配的生态影响。
    访花昆虫对城市植物花性状的偏好
    曾玉喧, 顾灵桢, 李恒阳, 闫淑君, 朱晨超
    植物生态学报. 2027, 51(动植物互作):  0.  doi: 10.17521/cjpe.2026.0162
    摘要 ( 199 )   知识图谱   收藏
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    【目的】在城市绿地生态系统中,花部性状作为植物与访花昆虫互作的核心媒介,直接影响访花昆虫的访花偏好与传粉效率。探究访花昆虫对城市花性状的偏好,可为城市访花昆虫多样性的保护及其友好型生境的构建提供理论依据。【方法】本研究以福州市6个城市公园为样地,系统观测124种开花植物的12个花性状(包含形态性状与结构性状)及其日间访花昆虫群落,运用随机森林、线性混合模型、典型相关分析(CCA)与功能多样性分析等方法,以探讨花性状对城市访花昆虫访花次数、偏好特性以及群落结构的影响。【主要结果】结果表明,城市开花植物花性状整体呈现高度多样化格局,随机森林模型筛选出雄蕊长、开花高度和花序类型为影响昆虫访花次数的关键花性状指标;线性混合模型进一步确认花序类型为主导因子。CCA分析表明,蜂类、食蚜蝇和蝇类偏好头状花序、雄蕊伸出花冠外的黄/白色花;蝶类偏好两侧对称、穗状花序的红/紫色花;甲虫类、蚊类及其他昆虫则青睐不对称、花冠直径大、开花高度高且雌雄蕊较长的花;蚁类偏好花冠管较长、聚伞花序的红色花。功能多样性分析发现,花冠管长、雌雄蕊长的单一性状多样性显著影响访花昆虫群落的均匀度与优势度;花性状总体功能多样性的增加可显著提升访花昆虫物种数与群落多样性,但会降低物种优势度。此外,雌雄蕊长、花冠管长和花冠管开口直径的群落加权平均值对访花昆虫群落结构与访花次数具有显著影响。综上,城市生境中花部形态与结构性状是驱动访花昆虫访花偏好及群落组成的关键因子,且不同类群响应存在明显分化,本研究结果为构建访花昆虫友好型城市植物群落提供了科学支撑。

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