第一章传粉生态学

第一章植物的传粉生态学和生物化学

⏹地球年龄46亿年

⏹原核生物出现—35亿年

⏹19亿年前的元古代出现藻类

⏹ 4.4亿年前的志留纪中后期至3.5亿年前的石炭纪，蕨类植物发展成为茂密的森林

⏹ 2.2亿年前的三叠纪蕨类植物衰退，裸子植物发展起来，花粉靠风传播

⏹ 1.8亿年前的侏罗纪，被子植物出现

⏹ 1.3亿年前的白垩纪各式各样的花发展起来

⏹第三纪（7000-1000万年前）专门取食花蜜和花粉的蜜蜂和鳞翅目昆虫发展起来

⏹长期选择进化，被子植物形成鲜艳的花色，芳香的气味，香甜而营养丰富的花蜜

第一节传粉

⏹外力把花粉带到柱头或珠孔附近的过程叫传粉

一、非生物传粉（随机、浪费）

1、风媒（95－98％非生物传粉）

⏹裸子植物

⏹禾本科、莎草科、灯心草科、荨麻科的部分，毛茛科的唐松草属等

特点：分布于纬度和海拔较高的地区；有柔荑花序、有长花丝、花暴露、叶小、花早于叶、雌雄异株或异花。花粉数量大、多圆形、小。

2、水媒花

⏹大多数为单子叶植物，水下生活

⏹18个属，其中17个单子叶植物属，12个是海生的

⏹传粉在水面上进行，如川蔓藻、水马齿

⏹传粉在水下进行，茨藻、喜盐草和金鱼藻

二、生物传粉（80％被子植物）

1.脊椎动物传粉者

（1）鸟媒

南美、澳洲、南部非洲的蜂鸟；亚洲的热带和亚热带地区的太阳鸟；夏威夷的管舌鸟；印度－澳洲的吸蜜鸟

花白天开放、颜色鲜艳、花蜜丰富、无挥发气味

山龙眼科、苦苣苔科、荵冬科、芭蕉科

（2）蝙蝠媒

澳大利亚的猴面包树和龙舌兰，夏威夷的Musa fehi

花夜间开放，不鲜艳，有很强的气味，花粉和花蜜丰富

（3）兽媒

松鼠、鼠和一些低等的灵长类

澳大利亚的长吻袋貂，体长7cm，牙齿退化而舌很长，适于采集花蜜，主要采集山龙眼科植物的花。

2.昆虫传粉者

（1）甲虫媒

金龟子科

木兰、壳斗科

（2）蝇媒

⏹原始形式，喙短、个体小

常春藤、露珠草、冬青，

花色暗淡，花蜜显露，花冠较短

⏹高级形式

蜂虻类有长的喙，可达10mm

腐蝇喜欢腐臭味－－天南星科的疆南星花色暗淡，没有花蜜、有特殊气味

（3）蜂媒

⏹胡蜂类（花粉胡蜂300余种），有长喙

⏹马蜂

⏹蜜蜂科，后足特化成了采粉足，有花粉刷和花粉篮等

花多是两侧对称，较坚实，有一个平面供蜂降落，花色多为黄色或蓝色，气味清香不浓郁，花蜜是隐藏的但并不很深。

豆科、十字花科、唇形花科和菊科，兰科的60％

（4）蝶媒和蛾媒

⏹蝶白天活动，视觉发达，对红色敏感，嗅觉不发达

⏹蝶媒花白天开放，有鲜艳的红色或粉红色，气味不浓。没有较平的降落台

⏹马缨丹和醉鱼草

⏹蛾夜间活动，嗅觉发达

⏹蛾媒花夜间开放，有浓郁的香味

（5）蚁和其它无脊椎动物的传粉

挪威的海乳草和美国的直果草是由蚁传粉的。

在撒哈拉沙漠里的高温热土，很少有其它昆虫存在，那里植物的传粉者是蚁。

第二节花色

一、传粉者对花色的偏爱

不同的传粉者喜欢不同的花色。

蜜蜂、蜂－－黄色或蓝色（唇形科、玄参科、十字花科、豆科），还有白色（槐树），对红色不敏感

蝶类－－红色或紫色等较鲜艳的花（锦葵）

蛾类－－白色、淡红色或红色

蝇类－－暗色、褐色和绿色

甲虫－－暗色、淡黄色或绿草色

蜂鸟－－深红色等鲜艳色（木槿、热带的紫葳科、苦苣苔科和玄参科），黄红二色花

蝙蝠－－白色或土褐色，对气味敏感

鼠类－－花内常有黑红色苞片并有白色环纹

二、花色的化学

⏹ 1.黄酮类化合物（有3000余种）

⏹（1）花色素（橙色、粉红色、红色和紫色）

⏹花青素Cy（品红色），原始花色素，见于裸子植物，被子植物的风媒花

⏹花葵素Pg（深红色），存在于热带较进化的植物中。是蜂鸟喜欢的颜色。

⏹花翠素Dp（紫色），出现在温带较进化的一些科中。是蜂喜欢的颜色

甲基化：颜色更红

甲基花青素—芍药色素；二甲基花翠素—锦葵色素；三甲基花翠素—报春花色素

花色素苷

葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、木糖和一些二糖。提高稳定性。

酰化的花色素苷

花色素中的糖常常和有机酸如香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、肉桂酸和丙二酸结合形成酰化花色素。提高稳定性。

助色素

蓝矢车菊和鸭趾草的蓝花提取的花青素是红色。

助色素有黄酮或黄酮醇类化合物、金属离子

花色素的生物合成

（2）黄酮和黄酮醇（1600余种）

黄色或无色

菊科植物的黄色花（isoetin）、陆地棉的棉花色素、欧洲樱草的樱草色素、白花（三羟黄酮醇、四羟…）

黄酮和黄酮醇糖苷

许多黄酮和黄酮醇也都是以糖苷形式存在

查耳酮和橙酮

结构和黄酮类不同，性质相似，黄色；查耳酮（90）和橙酮（20）

出现在菊科的金鸡菊和大丽花属

从红花分离的红色素是查耳酮的二聚体

从金鱼草和鬼针草分离出橙酮。

含氮色素

呈现黄色到红色，8种

存在于藜科、商陆科、仙人掌科和苋科

以糖苷形式存在

2、类胡萝卜素

⏹花中有40余种

⏹存在于黄色花瓣，桔黄色花

玫瑰-黄花黄素；万寿菊-lycopene

三、花的导向

⏹1、可见导向

⏹花的颜色

⏹一品红、叶子花和猩猩草，聚伞花序，花很小。

⏹一品红花序周围的叶状苞片特化并有鲜艳的品红色

⏹叶子花花序周围的叶片特化变为粉红色或紫色

⏹猩猩草花序周围的叶片基部特化变成深红色

当传粉者降落到花上时，花瓣上的花纹图案再将其导入花的深处

⏹2、紫外导向

⏹黄花的紫外导向

⏹黄花有两种黄色素

类胡萝卜素

黄酮醇

⏹向日葵有紫外导向

⏹月见草－－查耳酮

⏹鬼针草－－查耳酮和橙酮

⏹豆科臭荠属因种而异，C.valentilna—棉花色素，C.emerus—三羟黄酮和四羟黄酮

⏹蔷薇科绵刺属6个种－－isosalipuposide,8个种是四羟黄酮

⏹十字花科的白色花也发现紫外导向，以无色的黄酮醇吸收紫外线