《Plant Biology》：Attraction of nocturnal scarab beetles by unusual floral volatiles in a Banksia (Proteaceae) with functionally diverse pollinators
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由甲虫传粉在开花植物中多次进化，但只有相对较少的植物物种特化为金龟子（Coleoptera: Scarabaeidae）传粉。然而，一些植物物种可能产生花香气和提供花报酬，吸引金龟子以及其他传粉功能群。在Banksia attenuata（山龙眼科）中，夜间观
由甲虫传粉在开花植物中多次进化，但只有相对较少的植物物种特化为金龟子（Coleoptera: Scarabaeidae）传粉。然而，一些植物物种可能产生花香气和提供花报酬，吸引金龟子以及其他传粉功能群。在Banksia attenuata（山龙眼科）中，夜间观察导致发现了甲虫的大量花访问，同时还有鸟类、哺乳动物和昼行性昆虫。鉴于B. attenuata独特的瓜类花香气，研究人员预测通过化学线索对甲虫进行长距离吸引。
研究人员借助相机陷阱和视频记录进行了花访者调查，并量化了昆虫花粉负载。研究人员使用GC–MS鉴定候选的吸引甲虫的化合物，然后合成并在田间生物测定中测试。
食蜜鸟、蜜袋鼯和昼行性昆虫访问了B. attenuata的花。然而，最频繁的访者是夜间金龟子：Pachytricha minor 和 Phyllotocus occidentalis（Scarabaeidae: Melolonthinae）。两种甲虫均以花蜜和花粉为食，并在花上交配。在生物测定中捕捉到的甲虫携带纯的B. attenuata花粉。B. attenuata的花挥发物以两种异常化合物为主：3,6-壬二烯-1-乙酸酯和3,6-壬二烯-1-醇，这些化合物在22个同属物种中未检测到。这些化合物的合成混合物在田间对Phyllotocus occidentalis表现出强烈的吸引力。
夜间金龟子是B. attenuata功能多样性传粉者中的突出组成部分。异常花挥发物对Phyllotocus occidentalis的吸引表明澳大利亚山龙眼科中存在对甲虫传粉的适应案例，与一些其他由金龟子传粉的植物有显著相似之处。
研究背景：在开花植物中，金龟子（Scarabaeidae）传粉已知于少数谱系，但在澳大利亚缺乏针对性研究。Banksia attenuata（山龙眼科）具有异常花性状，包括油性花粉、短花柱和强烈的瓜果味花香气，此前被认为主要由鸟类（蜜鸟科Meliphagidae）和哺乳动物（如蜜袋鼯Tarsipes rostratus）传粉。然而，初步夜间观察揭示大量金龟子访问其花，与鸟类和昼行性昆虫共存。这一发现引发两个核心问题：金龟子是否是被忽视的重要传粉者？异常花香气是否介导其长距离吸引？此前对澳大利亚山龙眼科甲虫传粉的唯一记录是Lamont（1982）在Grevillea leucopteris上的花园观察，但缺乏自然种群证据及化学吸引机制研究。因此，研究人员对B. attenuata开展系统调查，以量化其传粉者组成、评估甲虫的传粉潜力，并验证花挥发物对甲虫的吸引作用。论文发表在《Plant Biology》。
关键方法：研究于2020—2024年在西澳大利亚六个代表性站点（包括Banksia林地Ioppolo Nature Reserve和灌木荒地Badgingarra National Park及Hi Vallee Farm）进行。主要技术方法包括：（1）花访者调查：采用直接观察（67.5小时）、视频记录（29小时）和远程相机陷阱（1921小时）覆盖昼夜时段，共监测1960个花序；（2）花粉负载分析：从捕获昆虫体表采集花粉，用碱性品红明胶制片，在显微镜下量化B. attenuata花粉粒数并分级（轻1–10粒、中11–50粒、重51–100粒、极重>100粒）；（3）花挥发物分析：通过固相微萃取（SPME）和动态顶空（Tenax
?滤膜）采集5个花序的夜间顶空样品，用气相色谱-质谱联用（GC–MS）鉴定化合物，并通过与标准品共注射确认主要组分；（4）田间生物测定：合成(3Z,6Z)-壬二烯-1-醇和(3Z,6Z)-壬二烯-1-乙酸酯混合物（各0.5 mg/mL己烷），装入有棉芯的玻璃瓶中，在自制黄色vane陷阱中释放，于12个夜晚（19:30–23:30）进行194对（诱饵+对照）陷阱实验，统计捕获甲虫数量并用广义线性混合模型（GLMM）分析差异。
研究结果：
**花访者（Floral visitors）**：综合所有调查，记录到四种蜜鸟（以白颊蜜鸟Phylidonyris niger为主，92%）、蜜袋鼯（82次访问，主要在灌木荒地）、两种主要夜间甲虫（大型Pachytricha minor 25 mm长，185次；小型Phyllotocus occidentalis 8 mm长，2069次）、一种步甲（Agonocheila sp.，227次）以及昼行性昆虫（土著蜂Amegilla chlorocyanaea、引入欧洲蜜蜂Apis mellifera、偶尔的蛾类和蝇类）。甲虫占直接观察到的无脊椎动物89%，尽管调查偏向白天。站点间差异显著：林地区鸟类和哺乳动物极少，而甲虫最多；灌木荒地中蜜袋鼯较多。
**觅食行为（Foraging behaviour）**：视频记录显示，蜜鸟喙长显著长于花柱（15–22 mm），访问时喙部难以有效接触花粉/柱头，传粉效率低。蜜袋鼯将面部埋入花序，大范围体表接触柱头。甲虫（两种）在夜间取食花粉，不损伤花部；P. minor用多毛上颚舀取油性花粉，腹面绒毛接触生殖结构；P. occidentalis行为类似，两者均在花上交配。蛾类（如Dasypodia selenophora）仅以喙取蜜，很少接触柱头。蜜蜂（A. mellifera）取食花粉或蜜，体表可带大量花粉。
**花粉负载（Pollen loads）**：从花上采集的P. minor个体均携带重（3例）或极重（8例）纯B. attenuata花粉；陷阱捕获的P. minor携带至少中等负载（9例）。P. occidentalis从花上携带轻到中等负载（3例），陷阱捕获者多为轻负载（14例）或无（4例）。Agonocheila sp.携带中等负载（2例）。A. mellifera携带极重纯花粉（3例）。A. chlorocyanaea携带混合花粉（含他种），效率可能降低。
**花挥发物（Floral volatiles）**：B. attenuata花香气以三个化合物为主：(3Z,6Z)-壬二烯-1-醇、(3Z,6Z)-壬二烯-1-乙酸酯和(E)-β-罗勒烯。但(E)-β-罗勒烯也大量存在于叶片中。前两种C9化合物在22种其他Banksia物种的花中均未检测到，被认为是异常组分。其他微量成分包括2,6-壬二烯乙酸酯、水杨酸甲酯、3-己烯-1-乙酸酯、单萜和倍半萜等。
**香气对甲虫的吸引力（Scent attractiveness to beetles）**：田间vane陷阱中，含两种C9化合物混合物的诱饵陷阱捕获P. occidentalis数量显著高于对照组（1076 vs 204，GLMM: estimate=2.09±0.19, z=10.9，P<0.001）。P. minor捕获数量较少（6 vs 2），不足以统计检验，但提示可能同样被吸引。在黄色陷阱中对照也有少量捕获，表明视觉线索可能起辅助作用。
讨论总结：研究证实夜间金龟子是B. attenuata功能多样性传粉者的关键组分。两种甲虫的觅食行为和花粉负载表明它们可有效传粉，尽管花粉消耗可能降低花粉转移效率。选择性排除实验（小昆虫可传粉）进一步支持昆虫作用，但未能区分甲虫与蜜蜂。花香气中两种C9化合物的特异性（未在其他Banksia中检出）及其对P. occidentalis的强烈吸引，表明这些化合物是甲虫靶向吸引的主要化学信号。这类化合物在果实中常见，但很少见于花；类似C9化合物是多个金龟子支系聚集信息素的成分，提示B. attenuata可能进化出匹配甲虫预存感觉偏向的香气。与仅由甲虫传粉的天南星科和番荔枝科相比，B. attenuata的花香气混合更复杂，且开花与香气释放未与甲虫夜间活动完全同步，这可能是因为同时面临其他传粉者（如鸟类、蜜袋鼯、蜜蜂）的选择压力，体现了传粉综合征的混合特性。此外，B. attenuata的油性花粉（花粉粘液pollenkitt）和短花柱可能为甲虫取食和爬行提供便利，是潜在的适应性状。鸟类因喙与花柱长度不匹配，在此物种中传粉效率可能较低；蜜袋鼯在灌木荒地重要，但在林地极少访问。本研究强调夜间调查的重要性，尤其是对具有异常花香气或花粉性状的物种。发现异常C9化合物展示了花香气化学如何揭示复杂传粉系统中的靶向吸引机制。
研究结论翻译：本研究有助于提升人们对各种被忽视传粉者（尤其是夜间无脊椎动物）重要性的认识。以B. attenuata为例，由于此前研究仅记录鸟类和哺乳动物的花访问与花粉负载，且其花序结构与其他脊椎动物传粉的Banksia相似，夜间传粉者的作用未被预期。因此，研究人员在B. attenuata上发现甲虫的花访问，突出表明需对具有独特花香气或花粉性状的物种开展夜间调查。此外，在B. attenuata中发现的异常甲虫吸引化合物，展示出探究花香气化学如何加深对复杂传粉系统的理解，并引发关于靶向吸引潜在机制的新假说。
