中國橫斷山脈地區是全球公認的生物多樣性熱點地區之一。在這里的高山草甸群落中,一季開花的植物可超過100種,傳粉昆蟲也多達數百種,物種豐富程度令人驚嘆。面對如此繁盛的生態景觀,一個有趣的問題浮現出來:這些植物是如何共享傳粉者資源,從而實現穩定共存的?
為解答這一生態學謎題,中國科學院武漢植物園植物繁殖生態學團隊(以下簡稱武漢植物園團隊)在香格里拉縣選取了一個具有120余種蟲媒開花植物的高山草甸群落開展深入研究,揭示了隱藏在傳粉網絡中的植物間間接相互作用及其作用機制。日前,相關研究發表于生態學期刊Journal of Ecology。
中國橫斷山脈地區高山草甸群落外貌及代表開花植物和傳粉昆蟲。
研究團隊收集了近7000次昆蟲訪花記錄,測量了93種焦點植物和258種傳粉昆蟲的功能性狀,并系統構建了膜翅目和雙翅目傳粉者網絡,以及涵蓋所有植物和傳粉者的整體網絡。
結果顯示,植物間間接相互作用無處不在,其出現頻率約為植物-傳粉者直接相互作用的六倍。這些隱形聯系顯著增強了網絡嵌套性——這種結構模式使依賴少量傳粉者的特化植物能夠與吸引眾多傳粉者的泛化植物共享訪問者,有效減少了競爭,維持了群落的高度多樣性。進一步分析表明,植物自身特征在間接相互作用中發揮著關鍵作用。
在蜂類網絡和整體網絡中,花冠管長度差異是決定植物間能否產生間接相互作用的主要驅動因素,這反映了不同口器長度的蜂類對花型的選擇限制;而在雙翅目網絡中,開花期長度影響最大,這是因為雙翅目昆蟲壽命短、覓食時間有限,它們更傾向于訪問開花期較長的植物。有趣的是,當連接一旦建立,花豐度就成為決定作用強度的核心因素,豐富的植物就像網絡中的“樞紐”,吸引大量傳粉者并帶動鄰近植物的訪問。
當同時考慮植物和傳粉者特征時,研究發現中性過程(由植物與傳粉者豐度共同驅動)和生態位過程(植物與傳粉者間的形態匹配和物候重疊驅動)均能有效預測植物間的間接相互作用,但中性過程的預測性能相對更強。這表明,在高山草甸中,“數量優勢”在總體上往往比“完美匹配”更重要。
因此,傳粉網絡并非簡單的成對互動集合,而是由復雜的間接通路支撐的精密生態網絡。物種的消失不僅削弱直接互動,還會破壞它為其他植物搭建的間接聯系。
專家介紹,這項研究系統量化了植物間間接相互作用的普遍性及其對網絡結構的貢獻,揭示了這些作用背后的機制,也表明保持植物和傳粉者豐富的數量格局,以及完整的開花物候和形態多樣性,是維持高山草甸生物多樣性和生態系統穩定的關鍵“隱形支架”。
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https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2745.70184
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