动植物相互关系研究系列进展----中国科学院西双版纳热带植物园

2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德就开始广泛研究动物解剖、行为、迁徙以及繁殖等学科，植物科学的开创性工作则留给了他的学生Theophrastus。作为亚里士多德动物学研究的相应部分，Theophrastus提供了大量关于植物生活史、繁殖科学以及植物对非生物环境适应过程等方面的精确记录。师徒两位科学家对动植物研究的开创性贡献对后来这两门我们所熟知的动物学和植物学奠定了最早的基础。这个古老的科学故事也反映了一个直到近代以来动物和植物学研究的永恒特征——受不同研究人员的兴趣和研究独立性作用，这两门学科自始至终沿着两条不同的路线各自前进。动植物研究之间的巨大鸿沟在19世纪中叶终于被达尔文所跨越，在其巨著‘The Origin of Species’(1859)中，达尔文指出动物的所有形态特征及其行为模式是对外在的生物和非生物环境施加在其身上的选择性压力的一种适应性反应。他同时强调，即使是在远古时期，动物和植物之间也是通过一张张复杂联系的网络紧密交织在一起的（p.73）。以后近一个多世纪的生态学和进化学等方面的研究充分证实了达尔文的睿智和远见，并表明除非全面认识和研究动植物之间在生态和进化时间里的相互关系和作用，否则我们无法彻底理解动物和植物在多样化的形态、行为和生活史等方面的进化动力和机制。——以上引自‘Plant-Animal Interactions,An Evolutionary Approach’,Edited by Carlos M.Herrera and Olle Pellmyr (2002)

孟令曾同学在联邦德国霍恩海姆大学Dr.Konrad Martin 和中国科学院西双版纳热带植物园陈进研究员的共同指导下，受联邦教育与研究部(BMBF)“景观中国（LILAC）”项目资助，在云南纳板河小流域国家级自然保护区开展为期两年(2008,05-2010,06)的野外采集、观察和系列实验研究工作，捕获各类昆虫标本共计五万余号，并获得大量原始记录资料以及部分研究结果，现简要分述如下：

花外蜜腺是一种广泛存在于植物体上的次生组织结构，已有的记录表明全球大约90多科300多属植物体上存在有不同形态和分布位置的花外蜜腺结构。传统理论认为花外蜜腺不仅是一种植物对草食性昆虫的适应性反应，并且其是可以诱导生成的。本项研究通过对林下小型灌木光叶火筒树(Leea glabra)新叶和老叶的一系列人工诱导伤害性实验，观测到其花外蜜腺产量和含糖度并未随着人工诱导伤害程度的增强而有显著变化，但是作为与光叶火筒树具有松散互利关系的蚂蚁类群在受伤的新叶上数量则有迅速增加，蚂蚁甚至会忽略蜜腺的存在而迅速移动到受伤新叶上。化学测定同时表明新叶的防御性化合物单宁的含量要显著高于老叶，在自然状态下老叶受损面积百分比要显著高于新叶，光叶火筒树新叶和老叶显然采取了不同的r/k生存策略。该研究结果已发表在期刊Arthropod-Plant Interactions上。

步甲(Coleoptera: Carabidae)被广泛用作评价栽培用地农业景观中生物多样性的指示类群，它不仅是衡量地区生物多样性水平的一个重要指标，也是一类重要的捕食性昆虫，在农业生产中防治虫害，减少农药用量以及提高经济效益及环境质量都具有重要作用。本项研究通过在纳板河流域自然保护区的不同生境中设置综合捕获装置，最终收集到1649只102种步甲。Cluster analysis和指示种分析表明水稻田，早期演替植被以及自然森林中都具有一定比例的特化种存在。NMS分析表明环境因素差异解释了捕获步甲类群80%以上的种类数量和分布差异，生境的荫蔽度和植物多样性决定了步甲的种类组成。休耕的稻田中含有显著多样的步甲种类和更多的个体并且这些种类很有可能来自其它区域。幼龄橡胶林和自然森林中的歩甲种类和数量较为相近。随着橡胶林年龄增加，歩甲种类和数量急遽降低。从长远趋势看，以砍伐自然森林为代价的橡胶林植被扩张对自然森林中的歩甲种类有显著负面效应，歩甲多样性水平会随着橡胶植被年龄增长而下降，本项研究结果已发表在期刊Journal of Insect Conservation上。

食蚜蝇(Syrphidae)和蜜蜂(Apidae)是两类具有不同繁殖和扩散习性的传粉昆虫，对自然植被的演替维持和农林业生产均具有重要意义。本项研究通过在云南纳板河流域自然保护区的不同生境中设置马来网装置，分别收集到53种1133只食蚜蝇和44种1284只蜜蜂。Cluster analysis 和NMS分析表明，食蚜蝇类群在早期演替生境中包括休耕稻田以及低矮的灌木植被中非常常见，并且与生境的植被覆盖度和草本植物的多样性形成显著直线相关关系。相比之下，大部分离散的蜜蜂类群存在于自然森林植被中。受蜜蜂类群的圆心半径式扩散方式影响，蜜蜂类群的多样性与11个人为挑选的环境因素变量并无任何显著相关关系存在。在景观尺度上，具有开放生境的土地利用系统包含幼龄的橡胶林植被虽有利于增加食蚜蝇类群的多样性，却有可能降低蜜蜂类群的多样性水平。现有的以橡胶林为主的土地利用方式对当地蜜蜂类群的维持具有显著负面影响。该项研究结果已经被期刊Insect Science接受，即将于近期发表。

小果野芭蕉（Musa acuminata）是一种在热带地区非常常见的大型先锋草本植物。很多生态学家已经注意到其在受干扰生境中的快速繁殖和扩张过程。本项研究通过一系列不同时空尺度上的野外试验研究，分析小果野芭蕉种子散布与动物的相互关系以及这种相互关系对种子最终命运的影响。研究和观测发现大部分(81%)的成熟果实被食果的种子散布者特别是果蝠在晚间带走，只有13%的果实被攀援性啮齿动物类群搬走。通过进一步围栏试验发现，啮齿动物对人工释放的小果野芭蕉种子具有比蚂蚁类群更为显著的捕食作用，但也表现出显著的时空差异。最高的种子捕食率(70%)发生在小果野芭蕉居群附近，这与该生境中较高的啮齿动物类群多样性水平是分不开的。相较之下，蚂蚁类群对种子的最高捕食率(57%)发生在空旷地生境中,但与该生境中的蚂蚁类群的多样性并无显著相关。干湿季节交替对蚂蚁捕食有显著影响而对啮齿动物的捕食毫无作用。综合的研究结果表明，果蝠对大量小果野芭蕉种子的初次散布是小果野芭蕉种群迅速扩散的主要原因，这种散布对种子逃避啮齿动物捕食以及种群扩散具有重要作用。该项研究结果已经被期刊Integrative Zoology接受，即将于近期发表。

此外，动植物相互关系研究组还与联邦德国埃尔富特自然史博物馆 (http://www.naturkundemuseum-erfurt.de/en/mainpage/)以及中国科学院北京动物研究所联合出版英文专著‘Contribution to the Fauna of Longhorn Beetles (Coleoptera: Cerambycidae)in the Naban River Watershed National Nature Reserve(China:Yunnan)’一本，中文名《云南纳板河流域天牛》。该书不仅包含有在该区域所采集451种天牛的全彩色标本图片以及详细的采集标本信息，而且深入介绍了该区域天牛区系在世界天牛分类区系中的位置、性质和意义，以及中国和云南地区的天牛分类简史。该书中所列标本种类几乎涵盖了整个西双版纳地区所有已知天牛种类，是迄今为止对该天牛区系采集标本最为丰富，采集历时最长次数最多，采集方式最为多样的一次综合性研究。值得注意的是，该书中所列天牛种类的大部分学名均由极具传奇色彩的奥地利分类学家Dr.Carolus Holzschuh先生亲自审定和校核。该书即将在台湾印刷出版。