为什么在上百年的时间里,八角都不能在广西原产地以外大面积种植?为解开这个奥秘,中国科学院华南植物园研究员罗世孝彻夜蹲守八角开花,找到了为其传粉的“红娘”——不是人们熟悉的蜜蜂,而是一种蚊子。
5月28日,由广州市科技局主办,广州物联网研究院和广东科学中心承办的2022年广州科技活动周暨格致论道·湾区第17期在广州举办。罗世孝分享了这个打破认知壁垒的科研故事,契合讲坛“刷新了!认知”的主题。
八角是大众熟悉的香料,属于五味子科植物。这类植物都在晚上开花,要研究就需要彻夜蹲守,难度非常大,也鲜有人研究。所以就留下一个谜题:尽管八角很早就被规模种植,但却没人知道是谁为八角传粉,弄懂传粉机制对八角大规模种植具有重要意义。
罗世孝找到八角“红娘”的故事既艰辛又有趣他说,红花八角的花期在每年3月底到4月中这短短的时间之内,在三个星期间,他和师弟一直没有看到真正的访花昆虫。当时罗世孝有一个去海南出差的行程,他们就把已经开过的花采集到密封袋里面带回实验室,由于行程匆忙,这一袋子花就被放在办公桌上。出差回来后,罗世孝回到办公室发现密封袋里除了花,还有很多类似蛆一样的幼虫,想着这些花已经没用了就丢到垃圾桶。
刚丢掉不久,罗世孝转念想“那么多的幼虫不应该在办公室里面生成的,那有可能是在采花的时候,就有虫子在花里面产卵。”连忙跑垃圾桶把一袋子花捡回来,放在解剖镜下观察,发现幼虫结构、形态基本上一致。带上5公斤的解剖镜箱子,罗世孝跑到山上的实验地点,采花后立刻在解剖镜下观察,发现确实有虫卵在花里。
随后,罗世孝在长期野外观察中发现,一种松脂瘿蚊会循着特有的花香来访问八角的花,并把卵产在花中,而松脂瘿蚊也会通过身上沾取的花粉来为植物完成授粉。授粉之后,花柱会合拢形成一个天然繁育幼虫的温室,加速虫卵孵化。
他还发现虫卵孵化后,原本不产花蜜的花会出现许多分泌物,这些分泌物为幼虫提供了营养,帮助松脂瘿蚊完成育儿的过程。八角和松脂瘿蚊之间就形成了“你为我传粉,我为你育儿”的互利共生关系。经过大量观察测试后,罗世孝发现五味子科植物和传粉瘿蚊之间有着一对一的协同演化的机制,解开了百年来八角不能在广西原产地以外大面积种植的秘密。
提及研究的意义,罗世孝说,“研究传粉昆虫,可能会促进一种新型水果从野生到驯化的大发展,提升人们对野生资源利用的认识。同时,我们需要保护传粉昆虫,让更多人关注并保护生物多样性。”
文/广州日报·新花城记者:方晴
图/广州日报·新花城记者:王燕
视频/广州日报·新花城记者:方晴 王燕
广州日报·新花城编辑:赵小满