Assessing interspecific variation in nectar and pollen food reward to pollinators under water limitation
这项研究表明,虽然水分限制会降低大多数支持授粉者的植物物种中的花蜜蔗糖含量,但花粉蛋白质水平保持稳定,这凸显了在未来气候条件下,需要多样化的植物混合物来确保授粉者获得充足的碳水化合物和氨基酸资源。
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在花园那静谧的经济活动中,每当蜜蜂落在花朵上时,都会发生一场无声的交易。昆虫在寻求燃料——一种被称为花蜜的糖液,为它的飞行提供动力;或是被称为花粉的富含蛋白质的粉末,用以哺育后代。作为回报,植物得以将其花粉从一朵花 옮到另一朵花,这是结种并确保下一代植物延续的必要条件。这种关系如此基础,以至于如果没有它,许多野生植物将会消失,我们餐桌上的大量食物也会随之消失。然而,这一古老的伙伴关系正面临着一个新的、日益增长的威胁:干旱。随着世界变得更加炎热和干燥,科学家们担心,授粉者赖以生存的植物可能无法产生足够的食物来维持它们的生命。问题不仅在于植物能否在旱灾中生存,还在于它们是否仍能提供一份值得造访的美餐。
为了回答这个问题,旧金山大学的研究人员在温室中设置了一个受控实验,将四种不同的植物植物视为参加晚宴的宾客,而水供应则是经过精心配给的。他们选择了常用于帮助加州干旱地中海气候地区授粉者的植物:优雅的克拉克亚(clarkia)、紫色的 toadflax(可能是指某种 toadflax,原文为 purple toadflax)、常见的 madia 以及蕾丝状的 phacelia。其中一些是当地的原生物种,另一些则不是,但它们都以吸引蜜蜂和其他昆虫而闻名。研究小组将这些植物分为两组。一组获得了稳定且充足的水分,而另一组则被允许逐渐干涸直至出现明显的萎蔫迹象,以此模拟严重干旱带来的压力。随后,研究人员精确测量了每朵花产生的花蜜量及其含糖量,以及作为许多蜜蜂幼虫主要食物来源的花粉蛋白质含量。
结果揭示了一个截然不同的物种差异故事。在正常且水分充足的情况下,优雅的克拉克亚和紫色的 toadflax 是昆虫寻找花蜜的明显赢家,它们产生的糖液显著高于其他两种植物。相比之下,常见的 madia 和蕾丝状的 phacelia 即使在水分充足时,提供的花蜜也极少。然而,当水分被切断时,故事发生了变化。这些一年生植物——克拉克亚、madia 和 phacelia——其所能提供的糖分都出现了下降。曾是顶级生产者的克拉克亚,其花蜜量大幅缩减。原本产量就低的 madia 和 phaclia 则变得更少了。唯一守住阵地的植物是紫色的 toadflax。作为这组植物中唯一的多年生植物(意味着其寿命超过一年),即使在土壤变干时,它仍能维持其糖分水平,这表明其深根的特性可能比那些一年生的“亲戚”更能更好地抵御风暴。
虽然花蜜的故事大多是关于衰退,但花粉却讲述了另一个故事。研究人员发现,无论植物接收多少水分,其花粉中的蛋白质含量都不会发生改变。那些产生最差花蜜的植物——madia 和 phacelia——实际上生产的花粉蛋白质水平比那些产生最佳花蜜的植物还要高。这表明,虽然干旱可能会让授粉者缺乏飞行所需的糖分燃料,但并不一定会剥夺它们抚育下一代蜜蜂所需的蛋白质。植物似乎在保护其繁殖潜力,即使在挣扎求生时,也能保持花粉的高品质。
这些发现为任何试图在变暖的世界中建立支持授粉者花园的人提供了细致的指导。看来,仅仅依赖一种类型的植物是一种冒险的策略。一个只种满高花蜜产量植物的花园,可能会在干旱来袭时无法喂饱授粉者,因为那些植物可能会耗尽糖分。相反,一个只有高蛋白花粉生产者植物的花园,可能会让飞行中的昆虫缺乏足够的能量。数据表明,解决方案在于多样性。通过种植多种物种的混合体,包括像紫色 toadflax 这样能在干旱期间保持资源的多年生植物,园艺师可以确保授粉者无论天气如何变化,都能获得所需的燃料和食物。这项研究并不承诺所有的植物都能在干旱中茁壮成长,但它确实表明,通过合适的物种组合,花园可以成为维持生态系统运转的昆虫们可靠的生命源泉。
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