用于改善栖息地的花卉主要惠及温带草原上的常见昆虫传粉者

《Journal of Applied Ecology》：Flowers for habitat enhancement primarily benefit common insect pollinators across temperate grasslands

Aspidosperma pyrifolium的生殖phenology、花部特征及传粉机制研究表明，该物种在Caatinga干燥森林中依赖夜间鳞翅目昆虫（如 hawkmoths和Settling Moths）实现有效异花授粉，并存在晚发型自交不亲和机制。研究揭示了其生殖成功与夜间传粉者密不可分，强调了保护此类传粉昆虫对生态系统和生物文化多样性维护的重要性。

　　在半干旱生态系统中，植物繁殖的成功与否往往依赖于特定的传粉者。在这些生态系统中，夜间传粉者扮演着至关重要的角色，尤其是在维持具有重要生物文化价值的本地植物种群方面。本研究聚焦于一种被称为“pereiro”或“pau-pereiro”的植物——*Aspidosperma pyrifolium*，这是一种在巴西东北部Caatinga干热森林中具有显著经济和文化价值的物种。它不仅被广泛用于民间植物学实践，还因其生物技术潜力而受到关注。此外，*A. pyrifolium*被认为是Caatinga生态系统中恢复性植被的关键物种，其在生态修复中的作用不容忽视。

研究的重点在于探讨*Aspidosperma pyrifolium*的繁殖生态学，包括其繁殖周期、花朵生物学、主要传粉者以及依赖传粉者的繁殖成功率。通过在自然条件下对这一物种进行系统的观察和实验，研究揭示了其花朵的结构和传粉机制如何适应夜间传粉者，尤其是长喙天蛾（Sphingidae）和定居蛾（Noctuidae）等鳞翅目昆虫。研究还强调了夜间传粉者在该物种繁殖成功中的关键作用，以及其自我不亲和机制对促进异交繁殖的必要性。

在Caatinga生态系统中，夜间开花植物的繁殖通常依赖于夜间活动的传粉者，而这些传粉者往往被忽视。本研究指出，尽管大多数传粉研究集中在日间昆虫，如蜜蜂和蝴蝶，但夜间传粉者如天蛾和定居蛾在某些物种的繁殖过程中发挥着不可替代的作用。尤其是在半干旱环境中，夜间开花有助于减少花朵的水分蒸发，同时避免高温和低湿度对传粉者造成的不利影响。这使得夜间传粉成为一种重要的生态适应策略。

研究发现，*Aspidosperma pyrifolium*的开花周期呈现出明显的季节性特征，通常在旱季的后期开始，持续约三个月，从11月到次年2月。花朵在夜间开放，并持续散发强烈的甜香，以吸引传粉者。其花朵结构具有特定的适应性，例如，花冠呈白而自由的五瓣形态，花管较短，且花朵在开花过程中逐渐展开。这种结构不仅便于夜间传粉者访问，还可能影响传粉效率。此外，研究还记录了传粉者对花朵的访问频率和行为模式，发现夜间访问的传粉者种类和数量均显著高于日间访问者，这表明夜间传粉对该物种的繁殖具有更大的贡献。

在传粉机制方面，研究通过模拟实验和直接观察，揭示了*Aspidosperma pyrifolium*的传粉过程。花粉主要储存在由雄蕊形成的花粉锥中，当传粉者的口器插入花管时，花粉会被有效收集并转移到其口器上。这种机制使得花粉在访问过程中能够被高效地转移，从而促进植物的繁殖。实验结果显示，传粉者在首次访问时便能携带大量花粉，因此只需几次访问即可完成大部分花粉的转移。这种高效的传粉机制在干旱环境中尤为重要，因为传粉者的数量和活跃度在旱季可能受到限制。

研究还评估了*Aspidosperma pyrifolium*的繁殖系统，发现其具有显著的自我不亲和机制。这种机制确保了即使在缺乏外部传粉者的情况下，植物仍能依赖自我繁殖，但其实际效果受到后期限制。这意味着植物在自我授粉时，花粉管可能无法成功到达胚珠，从而导致不育。因此，该物种必须依赖外部传粉者，尤其是夜间传粉者，以实现有效的繁殖。这一发现进一步强调了夜间传粉者在维持该物种繁殖成功中的核心作用。

从繁殖成功率的角度来看，研究记录了植物的开花和结果率。尽管每个植株能够产生大量花朵，但实际结果率却非常低，仅约17.33%的花朵能够成功形成果实。这表明，虽然夜间传粉者在传粉过程中起到了重要作用，但其数量和分布可能受到环境因素的影响，如气候条件和栖息地破坏。此外，研究还发现，植物的花粉/胚珠比率（P/O）较低，这与一些其他异交植物相似，反映了其繁殖策略的适应性。

本研究还探讨了夜间传粉者对植物繁殖的影响。定居蛾和长喙天蛾在传粉过程中表现出不同的行为模式。定居蛾通常停留在花朵上，反复访问同一植株，这可能增加了同株授粉的机会。相比之下，长喙天蛾则倾向于在不同植株之间移动，从而促进了异株授粉。这种差异可能对植物的遗传多样性产生影响，因为异株授粉有助于增加基因流动，减少近亲繁殖带来的负面影响。

此外，研究还指出，*Aspidosperma pyrifolium*的花朵结构可能对传粉者的行为产生影响。例如，其花冠的形状和长度可能吸引特定的传粉者，而花粉的储存方式则影响了花粉的转移效率。这些适应性特征表明，植物在进化过程中与传粉者之间形成了紧密的协同关系，这种关系对于维持其种群的稳定性和适应性至关重要。

夜间传粉者的活动受到多种环境因素的影响，包括温度、湿度和光照条件。在Caatinga生态系统中，夜间温度相对较低，湿度较高，这为传粉者提供了更适宜的活动条件。同时，夜间开花植物的气味和视觉信号可能更有效地吸引这些传粉者，从而提高繁殖成功率。然而，随着气候变化和人类活动的加剧，这些传粉者的生存环境正面临前所未有的挑战，进而影响到植物的繁殖过程。

研究还提到，夜间传粉者在生态系统中的作用不仅限于*Aspidosperma pyrifolium*。它们在维持其他具有生物文化价值的植物种群中同样扮演着关键角色，如‘mandacaru’（*Cereus jamacaru*）、‘caxacubri’（*Xiquexique tuberculatus*）、‘xique-xique’（*X. gounellei*）以及‘facheiro’（*Pilosocereus* spp.）等。这些植物的繁殖过程依赖于夜间传粉者的存在，而这些传粉者的数量和多样性对于整个生态系统的健康至关重要。

在实际应用方面，研究为未来的生态恢复和管理提供了重要的科学依据。*Aspidosperma pyrifolium*作为Caatinga生态系统中的关键物种，其繁殖生态学的深入研究有助于制定更有效的保护措施。例如，保护夜间传粉者的栖息地，避免过度干扰其活动范围，以及通过生态修复增强植物与传粉者之间的联系，都是重要的策略。此外，研究还建议，未来需要对夜间传粉者的种群动态和行为模式进行更深入的调查，以更好地理解它们在生态系统中的作用。

最后，研究强调了夜间传粉者在生态系统服务中的重要性。它们不仅在维持植物繁殖方面发挥关键作用，还在维持生物多样性、促进生态恢复和维持文化传承方面具有深远影响。随着人类活动对这些传粉者的威胁不断加剧，保护它们的生存环境和种群数量已成为生态系统管理和生物多样性保护的重要议题。因此，进一步研究和保护夜间传粉者及其所依赖的植物种群，对于确保半干旱生态系统的可持续性和稳定性具有重要意义。