饑餓熊蜂的催花絕技
——啃咬植物葉片促其提前開花

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所，北京 100093

近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和法國(guó)農(nóng)科院等單位合作在《科學(xué)（Science）》上發(fā)表論文，表明在花粉資源匱乏情況下，熊蜂會(huì)破壞未開花植物的葉片使其提前開花，而在花粉充足條件下這種行為大大減少。這種行為在商業(yè)化熊蜂和野生熊蜂中均存在，可能是熊蜂促使植物開花的一種適應(yīng)性策略，熊蜂和植物的這種互作可能具有重要的生態(tài)學(xué)意義。

開花植物和傳粉者通過(guò)長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化，形成了相互匹配的發(fā)育周期。由于全球氣候持續(xù)變暖，這種相互匹配的物候關(guān)系受到干擾。早春時(shí)節(jié)，越冬后的熊蜂蜂王開始重建蜂群，此時(shí)迫切需要花粉，而花粉資源缺乏將對(duì)熊蜂發(fā)育造成嚴(yán)重威脅。

研究發(fā)現(xiàn)，熊蜂工蜂有啃咬植物葉片的行為，但它卻不以為葉片為食物，也不帶其回蜂巢。因此研究者針對(duì)熊蜂損傷植物葉片是否會(huì)影響植物開花這個(gè)問(wèn)題設(shè)置了如下實(shí)驗(yàn)：以未開花番茄和黑芥為材料，分別設(shè)計(jì)地熊蜂損傷、類似機(jī)械損傷和無(wú)損傷3組處理；在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下分別給予熊蜂充足花粉或完全不給花粉，數(shù)天后進(jìn)行處理的替換。結(jié)果表明，在番茄中，熊蜂損傷組的開花時(shí)間比無(wú)損傷組提前了30天，比機(jī)械損傷組提前了25天；在黑芥中，熊蜂損傷組的開花時(shí)間分別提前了16天和8天；無(wú)論給予花粉的順序如何，在花粉缺乏條件下，熊蜂損傷植物葉片行為的發(fā)生率都顯著升高。這表明熊蜂損傷葉片的行為受到可利用花粉資源的影響，并可以促使植物提前開花。

當(dāng)花粉資源匱乏時(shí)，熊蜂會(huì)用喙和下顎在植物葉片上咬洞

當(dāng)熊蜂可以選擇到更遠(yuǎn)的地方覓食時(shí)，是否仍會(huì)損傷附近的未開花植物呢？為探明這個(gè)問(wèn)題，在2018～2019年，研究者在半野生環(huán)境中設(shè)置未開花植物實(shí)驗(yàn)，在其附近添加或移除可利用花卉，觀察未開花植物在兩種條件下被熊蜂損傷的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)附近無(wú)花卉資源時(shí)，熊蜂損傷植物葉片的程度很高；當(dāng)附近給予其可利用花卉資源時(shí)，熊蜂對(duì)未開花植物的傷害則大幅減少，而移除可利用花卉后，熊蜂對(duì)未開花植物的損害程度又顯著提高，這證明花粉資源充足時(shí)會(huì)減少熊蜂對(duì)植物葉片的損傷行為。除實(shí)驗(yàn)中所用商業(yè)化的熊蜂外，還觀察到2種野生熊蜂同樣損傷了實(shí)驗(yàn)區(qū)域的未開花植物，因此損傷植物葉片的行為是熊蜂覓食行為中一個(gè)顯著的現(xiàn)象。

花粉缺乏對(duì)蜂群發(fā)育影響很大，熊蜂在食物資源缺少時(shí)破壞植物葉片可能是加速植物開花的一種適應(yīng)性策略。從植物角度來(lái)看，傳粉者行為對(duì)其進(jìn)化至關(guān)重要，當(dāng)熊蜂損傷葉片或者在葉片上留下某種化學(xué)信號(hào)物質(zhì)時(shí)，植物可能會(huì)積極響應(yīng)熊蜂的“號(hào)召”而加速開花，以減輕物候不同步所帶來(lái)的影響。因此，熊蜂損傷植物葉片以促使植物開花的行為可能緩解了氣候變化所導(dǎo)致的生態(tài)不平衡問(wèn)題，具有重要的生態(tài)學(xué)意義。