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[昆明植物所标本馆]草莓和蜜蜂有个约会
资料来源:昆明植物所标本馆 翻译:马文章

摘要:众所周知,传粉活动能增加绝大多数农作物的产量。借助昆虫或动物完成授粉的植物比自花授粉的植物在种子或果实的大小和数量上均更胜一筹。

原文链接:http://news.sciencemag.org/plants-animals/2013/12/better-berry-thanks-bees
  众所周知,传粉活动能增加绝大多数农作物的产量。借助昆虫或动物完成授粉的植物比自花授粉的植物在种子或果实的大小和数量上均更胜一筹。事实上,借助“外援”授粉的效果不仅仅只是在数量上,同时也表现在质量上。德国Gottingen大学的农业生态学家Teja Tscharntke十年前在印度尼西亚便观察到负责传粉的蜜蜂种类数量与咖啡的产量正相关,经过蜜蜂传粉的咖啡,其咖啡豆的畸形率下降,于是萌生了研究昆虫授粉是否提升农作物品质的课题。

我们熟悉得不能再熟悉的草莓背后究竟隐藏了多少故事
草莓的花 (摄影:刘恩德)

为了系统地研究授粉与农作物果实品质的关系,Tscharntke决定从草莓着手。因为草莓同时具备虫媒和风媒的特质,有时也会自花授粉。草莓的浆果是聚合果,因此其授粉的过程涉及一朵花内200多个雌蕊柱头的逐一授粉,这样的形态结构意味着草莓的授粉过程比其他植物更依赖昆虫,草莓和昆虫的约会看来是由生理结构决定的。

造访草莓花的蜜蜂

2008年,Tscharntke选择具有丰富野生和驯养蜜蜂分布的地点设立试验田,针对9种草莓开展试验(事实上,蜜蜂种类的丰富度至关重要。一项早在1993的研究表明野生蜜蜂专职对花序基部的花进行传粉,而经过人为驯化的蜜蜂则偏向于司职花序顶部。这种不同蜜蜂种类对花序上小花的特异化选择有利于整个花序上所有雌蕊都同时被授粉)。在控制试验组,Tscharntke和他的研究团队设计试验,通过特定的覆盖手段阻止蜜蜂访问某些草莓花朵,只允许其传粉过程由风力实现;另外一些草莓则为自花授粉。成熟的草莓被及时带回实验室进行分析,在草莓大量成熟的季节这一度让团队的各成员忙得手忙脚乱。
  英国皇家科学院院刊生物分卷(Proceedings of the Royal Society B)近日在线刊载了该研究小组的结果(原文链接:http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/281/1775/20132440):经过蜜蜂授粉的草莓果实不仅在色泽和个体上都明显优于对照组,且畸形草莓的数量也有减少。蜂媒的优点还表现在草莓个体的紧实程度上,比风媒对照组在货架上的储藏时间上也大致多出12小时。尽管这看上去并不是个特别了不起的数字,普通风媒草莓在储存4天后,90%以上的个体都已无法出售。多亏这些传粉者延长了草莓的储存和在售时间,使得生产和贩售草莓的群体每年减少近11%的损失,根据2009年的数据估算,在整个欧盟市场这一数值可达3.2亿美元。
  本文的新颖之处在于引入了可量化的商业指标,用市场上草莓的价格差异来说明蜜蜂授粉对草莓品质改善的重要作用。调查数据显示:经过蜜蜂授粉的草莓,由于色泽艳丽,个头大,果肉致密耐擦碰,运输损耗小,储存上架时间长等相对于风媒草莓和自花授粉草莓所不及的优良特性,在市场价值上比分别后两者高出39%和54%。根据2011年美国的市场数据,通过一系列的推导和计算,蜜蜂对草莓产业的贡献换算成货币将高达24亿美元。
  蜂媒草莓在品质的提升可能是源于蜜蜂在授粉的过程中刺激了植物生长素和赤霉酸的分泌,前者促进细胞分裂和生长,进而增加果实的重量和致密程度;后者则延缓草莓成熟,从而增加果实在运输过程中的抗擦碰能力。尽管蜜蜂授粉是否会改变草莓的颜色尚无定量的数据支持,但草莓颜色的改变是合乎情理的,毕竟这样能吸引后期更多的种子传播者(包括人)。
  之前早已经有研究表明蜜蜂的传粉活动的确更增加瓜果类果实的致密程度,或改善口感等,但Tscharntke是首个将蜜蜂的传粉效应结合市场数据进行分析展示的。他的研究受到达姆施塔特工业大学的生态学家Nico Blüthgen的高度评价。研究蜜蜂传粉对果实质量的提升,从一个崭新的角度诠释了蜜蜂对人类社会的贡献,加州大学伯克利分校的生态学家Claire Kremen认为,“这必将引发人们对传粉者的新一轮关注。”

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