Science子刊：首次全球预测传粉者对植物种子生产的重要性

如果没有传粉者，三分之一的开花植物物种将不会产生种子，一半的植物将遭受80%或更多的生育能力下降。因此，即使自动繁殖是常见的，但它并不能完全补偿大多数植物物种授粉服务的减少。

　　

这是发表于2021年10月13日《科学进展》杂志上的一篇论文《植物种子生产对传粉者下降的普遍脆弱性》的发现。

Stellenbosch大学(SU)数学科学系的博士后研究员、第一作者James Rodger博士说，这是第一项对自然生态系统中植物传粉者重要性进行全球评估的研究。

这项研究涉及来自五大洲23个机构的21名科学家，由来自斯坦伦博斯大学(SU)的詹姆斯·罗杰博士和艾伦·埃利斯教授领导。它是德国生物多样性综合研究中心生物多样性科学综合中心(sDiv)的产品。

赫姆霍尔兹环境研究中心的Tiffany Knight教授是该研究的高级合著者，他表示，最近对授粉的全球评估突显了我们在理解植物如何依赖动物传粉者方面的知识差距:她解释说:“我们的综合研究解决了这一差距，使我们能够在全球水平上将传粉生物多样性和数量的趋势与植物的后果联系起来。”

虽然大多数植物是通过动物授粉的，但大多数植物也有一点自我繁殖能力。这意味着它们至少可以在没有传粉者的情况下制造出一些种子，例如通过自受精。然而，在这项研究之前，“野生植物的传粉者有多重要?”这个问题在全球层面上还没有一个明确的答案。

研究人员利用传粉者对种子生产的贡献——通过比较没有传粉者的种子生产和有传粉者的种子生产来衡量——作为它们对植物重要性的指标。这方面的数据是存在的，但分散在数百篇论文中，每篇论文都侧重于不同植物物种的授粉实验。为了解决这个问题，不同机构的研究人员开始整合数据库中的信息:罗杰博士在苏大植物和动物学系做博士后时开发了Stellenbosch育种系统数据库;蒂凡尼·奈特教授、蒂亚-林恩·阿什曼教授和珍妮特·斯特茨博士领导了sPLAT工作组，该工作组创建了GloPL数据库;Mark van Kleunen教授和Mialy Razanajatovo博士建立了康斯坦茨育种系统数据库。所有三个数据库合并在一个新的数据库为当前的研究。它包括1 528个独立实验的数据，代表143个植物科的1 392个植物种群和1 174个物种，以及除南极洲以外的所有大陆。

研究结果表明，如果没有传粉者，三分之一的开花植物将不会产生种子，一半的开花植物的生育能力将下降80%或更多。因此，即使自动繁殖很常见，它也不能完全弥补大多数植物物种授粉服务的减少。

“最近的研究表明，许多传粉物种的数量已经下降，有些甚至已经灭绝。我们发现大量野生植物物种依赖传粉者，这表明传粉者的减少可能会对自然生态系统造成重大破坏，”罗杰博士警告说。

来自康斯坦茨大学(University of Konstanz)的马克·范·克鲁宁(Mark van Kleunen)教授是该研究的合著者之一，他表示，并非所有传粉者都消失了:“如果传粉者减少了，或者仅仅是传粉者物种数量的改变，我们可以预期对植物的连锁反应，受影响的植物物种可能会减少，进一步伤害动物物种和依赖这些植物的人类种群。”传粉者不仅对作物生产很重要，对生物多样性也很重要。

他补充说:“这也意味着，当传粉者继续减少时，不依赖传粉者的植物，比如许多有问题的杂草，可能会传播得更多。”

来自堪培拉大学的Joanne Bennet博士是GloOL数据库的主持者，他说另一个令人不安的因素是如果依赖传粉者的植物减少或灭绝，就会形成一个正反馈循环:“如果自动受精的植物主宰了景观，那么更多的传粉者将受到负面影响，因为自动受精的植物往往产生更少的花蜜和花粉。”

不过，根据罗杰博士的说法，并非一切都是注定的。许多植物寿命很长，这为在植物因缺乏传粉者而灭绝之前恢复传粉者打开了机会之窗。

“我们缺乏对非洲(包括南非)传粉者的高质量长期监测数据，尽管在这方面已经开始了一些工作。我们希望我们的发现将刺激更多的这类研究，这样我们就可以检测到授粉昆虫的减少，并减轻它们对生物多样性的影响，”罗杰博士总结道。

Journal Reference:

1. James G. Rodger, Joanne M. Bennett, Mialy Razanajatovo, Tiffany M. Knight, Mark van Kleunen, Tia-Lynn Ashman, Janette A. Steets, Cang Hui, Gerardo Arceo-Gómez, Martin Burd, Laura A. Burkle, Jean H. Burns, Walter Durka, Leandro Freitas, Jurene E. Kemp, Junmin Li, Anton Pauw, Jana C. Vamosi, Marina Wolowski, Jing Xia, Allan G. Ellis. Widespread vulnerability of flowering plant seed production to pollinator declines. Science Advances, 2021; 7 (42) DOI: 10.1126/sciadv.abd3524