共生新发现：Smilacaceae植物Heterosmilax与瘿蚊Dasineura基于落花育幼的专性传粉互惠关系

日本研究人员揭示了Smilacaceae科植物Heterosmilax japonica与瘿蚊Dasineura heterosmilacicola sp. nov.之间独特的育幼场所传粉互惠关系。该研究首次报道了以凋落雄花为育幼场所的专性瘿蚊传粉系统，通过分子系统学分析发现传粉者源自花部寄生虫，为单子叶植物传粉机制演化提供了新见解。

　　

在植物与昆虫的传粉互惠关系中，大多数传粉者通过采集花蜜或花粉等可携带资源获取回报。然而，自然界还存在一类特殊的"育幼场所传粉互惠"现象——传粉昆虫在花部产卵，幼虫以不可携带的花部组织或种子为食。这种互惠关系通常具有高度专一性，在基础被子植物类群中尤为突出。

瘿蚊科(Cecidomyiidae)作为参与育幼场所传粉的最小但最多样化的昆虫类群，其已知传粉物种均属于Cecidomyiidi超族。日本研究人员在琉球群岛的野外观察中发现，Smilacaceae科植物Heterosmilax japonica的传粉系统展现出独特特征：该植物具有合瓣的椭圆形花朵，其雄花在开放后24-36小时内脱落，而雌性瘿蚊Dasineura heterosmilacicola sp. nov.专门在清晨访问雄花产卵，幼虫在凋落雄花中完成发育。这一发现不仅拓展了人们对单子叶植物传粉系统的认知，也为理解瘿蚊从寄生到互惠的演化路径提供了新证据。

京都大学的研究团队通过多岛屿野外观察、时间序列摄影记录和实验室饲养，结合形态学比较和分子系统学分析（28S rRNA和COI基因测序），系统研究了这一特殊互惠关系。结果显示：

1. 传粉互惠关系

• 雌性瘿蚊专一性访问H. japonica雄花，平均停留109±46秒，通过伸长的产卵器将卵产于花被管内
• 凋落雄花成为幼虫发育场所，初期取食花粉，后期取食花部组织
• 雌花虽被访问但未见幼虫发育，显示育幼场所的性别特异性

1. 传粉者分类

• 新种Dasineura heterosmilacicola属于Dasineurini族Lasiopteridi超族
• 成虫具独特形态适应：雌虫第7-8腹节可伸缩，产卵器长度达第7背板9-10倍
• 幼虫具三叉状胸骨片，取食习性区别于近缘种

1. 系统发育分析

• 传粉瘿蚊与菊科寄生种D. miki亲缘最近
• COI序列分析证实所有样本为同一物种
• 多化性生活史适应宿主长达5个月的花期

这项研究首次报道了Lasiopteridi超族瘿蚊参与育幼场所传粉的案例，揭示了Smilacaceae植物合瓣花结构对传粉者腹部花粉附着和幼虫保护的双重适应意义。分子证据表明传粉者可能由花部寄生虫演化而来，其多化性生活史与宿主物候的精确匹配展现了协同进化的典型特征。

该发现为理解单子叶植物传粉系统多样性提供了新视角，特别是合瓣花结构在专性传粉互惠中的关键作用。研究建立的"凋落花-传粉者"互作模型，为探讨植物繁殖策略与昆虫生活史协同演化提供了理想体系。未来对Heterosmilax属其他物种的研究，或将揭示这类互惠关系的起源与多样化历程。