【摘 要】
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物候同步是生态系统中物种互作关系形成的一个必要条件。相互作用的物种可能通过对物理环境的协同反应和(或者)种间生理信号诱导,保证捕食、共生、寄生以及竞争等关系中种对的物候同步,因此,物理环境变化,例如气候变化,则可能改变互作种对的物候同步性。比较互作物种在不同物理环境中的物候同步性,则有助于理解物种如何在变化的环境中维持种对关系。在川西北地区,菊科植物飞廉与寄生其头状花序的昆虫花翅实蝇构成寄生关系。
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物候同步是生态系统中物种互作关系形成的一个必要条件。相互作用的物种可能通过对物理环境的协同反应和(或者)种间生理信号诱导,保证捕食、共生、寄生以及竞争等关系中种对的物候同步,因此,物理环境变化,例如气候变化,则可能改变互作种对的物候同步性。比较互作物种在不同物理环境中的物候同步性,则有助于理解物种如何在变化的环境中维持种对关系。在川西北地区,菊科植物飞廉与寄生其头状花序的昆虫花翅实蝇构成寄生关系。生长季早期,花翅实蝇将卵产于未开放的飞廉花序内,孵化为幼虫后以植物种子为食,在飞廉果实成熟、头状花序散开前实蝇完成化蛹、羽化,并从花序内飞出。实蝇在生长季早期出现时间和实蝇生长发育期必须与飞廉开花时间和果实成熟期保持物候同步,才能保证花翅实蝇顺利完成生活史。本文研究了川西北红原和松潘两地的飞廉—花翅实蝇物候同步性。红原的年均温为3.0℃,年降水753mm,松潘年均温为6.4℃,年降水730mm。通过定点定株观察记录红原和松潘两地飞廉早期开花种群的开花开始时间和单个花序的花果期,监测花翅实蝇幼虫和蛹的生长发育速度,并检测花翅实蝇在飞廉中的寄生率,监测频率为3-7天/次。在此基础上,分析了飞廉和花翅实蝇物候在两地间的差异。主要结果如下:1红原飞廉种群的始花期比松潘平均晚6.0天。红原单个飞廉花序花期长度为5.1天,果期16.2天;松潘单个飞廉花序花期长度为4.3天,果期12.8天,红原飞廉单个花序的花果期比松潘平均长4.2天。2花翅实蝇的成虫个体大小在两地间无显著性差异,但红原花翅实蝇幼虫平均生长速度较慢:在红原飞廉花序内发现蛹的时间比松潘晚10天(红原的幼虫发育至蛹的时间比松潘长4天)。3采集于红原的蝇蛹,在红原羽化所需时间数比松潘多6.4天,采集于松潘的蝇蛹,在红原羽化所需时间比松潘多4.8天。4不同花期飞廉花序内的种子长度与花翅实蝇幼虫体长呈线性正相关,雌蕊的伸出比例与花翅实蝇幼虫体长呈线性正相关。以上结果表明,虽然两地的飞廉花果物候存在差异,花翅实蝇的生长发育速率也存在差异,但两地的飞廉和花翅实蝇都表现出了较高的物候同步性,这可能是植物和昆虫表型可塑性对环境响应的结果,也可能是长期协同进化的结果。这种物候同步维持了植物—实蝇寄生营养关系,对群落物种多样性维持具有促进作用。本文结果暗示高海拔地区飞廉—实蝇有可能在未来气候变暖的背景下能够维持其寄生关系。未来有望通过对飞廉—实蝇系统的交互移植(含实蝇)实验进一步探讨植物—昆虫物候同步性对环境变化的适应和响应。
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