昆虫与植物协同进化

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昆虫与植物的协同进化

昆虫与植物的协同进化

亿万年来,昆虫与植物各自经历着复杂的演化,比如他们的种类由少到多,结构由简单至复杂,分布范围由狭到广。

昆虫和植物两者为了营养、繁殖、保护、等而发生了密切的关系,双方在所建立的协同进化的关系中相互作用、相互影响,并且通过变异和特化而彼此适应。

今天我要给大家讲的是有关协同进化方面的知识。

首先我们来了解一下协同进化的含义。

协同进化:指自然生境中两个或多个物种,由于生态上的密切联系,其进化历程相互依赖,当一个物种进化是,物种间的选择压力发生改变,其他物种将发生与之相适应的进化事件,结果形成物种间高度适应的现象。

而从广义的概念来理解协同进化也称共同进化指生物与生物、生物与环境之间在进化过程中的某种依存关系。

可以从分子水平、细胞水平、个体水平、种群水平和生态系统水平上的协同进化。

我们都知道蜜蜂是最重要的授粉昆虫,蜜蜂在与植物长期协同进化的过程中,其形态结构、活动习性与植物的形态结构、生理生化特性和授粉的最佳时间等方面都形成了相互依赖的关系。

例如蜜蜂需要花蜜和花粉,需要授粉的植物在长期进化过程中,就形成了鲜艳的花瓣,同时散发香味,产生蜂蜜和花粉,但每一朵花上的量又很少,蜜蜂一次飞行需要采几十或几百个花朵才能满载而归。

植物为了吸引,昆虫来传粉,蜜汁和花粉一般互生在一块,蜜腺位于花朵底部,蜜蜂在采蜜过程中必须刷擦花药或柱头从而完成传递花粉和授粉的过程。

对于昆虫来说,能否正确的分辨出植物是后代能否存活下来的关键。

昆虫通过某种方式能够识别植物的分类关系,这种方式即是按照植物的化学成分来鉴别植物。

昆虫寻找那些与其基因中所要求的相同的化学成分,并根据这些成分找到相应的植物,这些植物常常只局限于一个种或一个属。

植物的相应化学物质就是联系植物和昆虫关系的基本因素。

植物的防御是与昆虫的行为协同进化的,在昆虫一方,被认为由多食性向寡食性过渡;在植物一方,昆虫显然是一种始终影响植物进化过程且不断变化的动力。

植物作为对植食性昆虫的反应而发生的物理和化学变化与昆虫为适应新寄主植物而经历的行为和代谢方面的变化,都突出表现了各自的遗传可塑性。

昆虫传粉与植物协同进化的例子

昆虫传粉与植物协同进化的例子

昆虫传粉与植物协同进化的例子
1. 你知道蝴蝶和花朵吗?那简直就是天造地设的一对呀!蝴蝶在花丛中翩翩起舞,吸食花蜜的时候也帮花朵传播了花粉。

就像蜜蜂和油菜花一样,蜜蜂欢快地在油菜花田忙碌,它们相互依存,共同进化,这不是很神奇吗?
2. 哎呀,想想蛾和夜来香呀!夜来香晚上开放,正好吸引了蛾来传粉。

这不就像是一场专门为彼此准备的约会嘛!它们在漫长的时间里一直这样默契配合,难道不是协同进化的绝妙例子吗?
3. 嘿,看看蜂鸟和那些娇艳的花儿!蜂鸟那小巧玲珑的身子在花丛间穿梭,精准地为花儿传粉。

这就好比是两个好朋友,相互成就,一同成长啊!它们的关系多紧密呀,协同进化得多么完美啊!
4. 你可不能忽略甲虫和一些特定的植物呀!甲虫爬来爬去,在不经意间就帮植物完成了传粉的大任务。

这就好像是生活中的小惊喜,突然就出现了,然后让植物和甲虫都变得不一样了,这协同进化真的很有趣呢!
5. 想一想蚂蚁和一些植物吧!蚂蚁跑来跑去,也参与到了传粉的过程中呢。

这不正像是两个小伙伴,一个离不开另一个,一起进步,一起变得更好,这样的组合难道不酷吗?
6. 还有熊蜂和那些漂亮的野花呀!熊蜂嗡嗡地忙碌着,和野花形成了一道独特的风景。

就仿佛是一场精彩的演出,它们在大自然这个舞台上共同演绎着协同进化的奇妙故事,是不是很让人惊叹呢!
结论:昆虫传粉和植物真的是奇妙无比的组合,它们之间这种千丝万缕的联系和共同进化实在是太令人着迷了!。

植物与昆虫的共生进化与互利共生

植物与昆虫的共生进化与互利共生

植物与昆虫的共生进化与互利共生植物与昆虫之间存在着一种特殊的关系,即共生关系。

这种关系在漫长的进化过程中逐渐形成,使得植物和昆虫能够互相依存,实现互利共生。

本文将从植物与昆虫的共生进化过程、共生关系的类型以及互利共生的意义等方面进行探讨。

一、共生进化的过程植物与昆虫的共生关系始于数十亿年前的地球史。

在这个过程中,双方经历了一系列的互动和适应,逐渐形成了现今的共生形态。

最早的共生关系发生在古老的海洋环境中,当时的植物和昆虫还没有出现,它们的祖先是最早的藻类和无脊椎动物。

随着陆地的形成,植物和昆虫开始进化,并逐渐建立起共生关系。

最初的共生关系是一种基于食物的互利共生,即昆虫通过摄取植物的花蜜、果实或花粉为食,帮助植物传播花粉,从而促进植物的繁衍。

这种共生关系在地球上广泛存在,成为了植物繁殖的重要手段之一。

随着时间的推移,植物和昆虫之间的共生关系逐渐演化为更为复杂的形式。

植物开始通过花朵的形态和香气来吸引昆虫,同时昆虫也进一步适应植物提供的食源,并通过对花朵的访问促使植物更好地繁殖。

这种互动促使植物和昆虫之间出现更密切的关联,也促进了双方的共同演化。

二、共生关系的类型共生关系的形式多种多样,可以分为几种主要类型。

首先是花粉传播型共生关系。

这种共生关系是最为普遍的一种类型,植物通过吸引昆虫来传播花粉,同时昆虫也能从花朵中获得食物。

这种共生关系实现了植物的繁殖和昆虫的养分供给,双方均获得了利益。

其次是共生关系中的保护型共生关系。

在这种关系中,植物为昆虫提供了安全的居所和食物来源,而昆虫则保护植物免受害虫和捕食者的侵害。

典型的例子是蚂蚁和植物之间的关系,一些植物会为蚂蚁提供花蜜和住所,而蚂蚁则会保护植物不受其他昆虫的干扰。

此外,还有一种共生关系被称为营养型共生关系。

在这种关系中,植物为昆虫提供了特殊的养分,而昆虫则协助植物吸收营养或进行光合作用。

典型的例子是存在于热带地区的一些植物和螳螂之间的关系。

三、互利共生的意义植物与昆虫之间的互利共生关系在生态系统中起着重要的作用。

植物与昆虫间的共同进化机制研究

植物与昆虫间的共同进化机制研究

植物与昆虫间的共同进化机制研究生物界里,植物和昆虫是相互依存的伴侣。

在长期的演化历史中,由于彼此之间的互动作用,它们发生了一系列的相互关联和适应过程,形成了一套协同进化的机制,这是一个非常有意义和有趣的研究课题。

植物如何适应昆虫?真正的自然界里,昆虫对于植物来说既是伙伴又是敌人,因为它们既为植物传粉传种,还吃掉植物,危害它的生命健康。

为了保护自身和吸引昆虫,植物进化了许多有趣的特征,比如:颜色、气味、形态、毒性等等。

昆虫感知到了这些特征,自然而然地感到了兴趣或者不适,因此也对植物产生了适应和反应。

接下来我们从植物的适应性出发,探究植物如何对抗昆虫。

1.颜色适应:植物适应昆虫的眼睛首先,植物进化出了不同的花色,比如红、黄、白、蓝、紫等等亮色,而这些颜色恰好能够吸引特定的昆虫。

比如,红色的花朵可以吸引许多鸟类和昆虫,它们有非常好的视觉对比度,可以在远处便能发现这些颜色。

而紫色的花朵则能吸引蜜蜂和蝴蝶等花粉传播者,这是因为紫色是这些昆虫眼中最亮的颜色之一,他们能够清晰的识别这些花朵。

在这个进化机制中,植物采用了一种相对固定的进化策略,即增加昆虫和花之间的信号匹配度。

这也是为什么许多蝴蝶和蜜蜂能够适应于吸食特定类型的花朵。

适应昆虫的视觉能力是一个非常正常的进化策略,但是植物的进化也有一个需要注意的地方:昆虫怎么分辨目标是植物而不是其他的事物?这时,植物的气味就扮演了非常重要的角色。

接下来我们会更多介绍。

2.气味适应:植物通过气味吸引昆虫植物合成挥发的有机化合物,就像水果这些东西,好比我们面前盘子里放着一个巨大的草莓,我们闻到它那浓郁的香气,就像吸引鳗鱼的蒜香,对起跟它说不的快乐,同样的,在自然界里,一些昆虫通过气味去能识别并到达某些花朵上,这也是植物花朵与昆虫关联适应的部分重要机理。

有些植物把香气用来吸引食草昆虫,然后释放出有毒、杀虫剂等有害物质来对抗昆虫,另一些植物则用香气来吸引食蜜昆虫,然后让这些昆虫帮助它们传播花粉。

昆虫与植物共同进化的生态学意义

昆虫与植物共同进化的生态学意义

昆虫与植物共同进化的生态学意义生态学研究了物种之间的相互作用及其对环境的影响。

在这个领域中,昆虫与植物之间的相互作用尤为重要。

昆虫与植物共同进化的生态学意义体现在它们之间的相互依存关系与相互适应中。

一、互利共生的关系在自然界中存在着许多互负益合作的案例。

昆虫与植物之间的关系中,有一种叫做“传粉”的共生现象,即昆虫通过收集花蜜,为植物进行传粉的同时,也获得了食物。

这种相互依存的关系对于昆虫和植物的繁衍生息都至关重要。

传粉现象不仅在昆虫与花卉之间发生,也存在于昆虫与其他种类的植物之间。

一些植物依靠昆虫进行传粉,以此方式提高自身的繁殖成功率。

而昆虫则通过获得花蜜或花粉作为食物,获得能量和养分。

可以说,昆虫和植物共同进化为了彼此的共同利益。

二、相互适应的进化昆虫和植物之间的互动促使它们相互适应并发生进化,以在这种共生关系中取得更好的生存。

植物通过形态、颜色和芳香等方式,吸引昆虫来进行传粉,同时也排斥其他昆虫的干扰。

而昆虫则通过感官机制和行动模式,与植物相适应,更好地完成传粉的任务。

这种相互适应的进化有助于昆虫和植物的繁殖成功。

昆虫通过传粉为植物带去花粉,有助于植物的授粉过程。

而植物则为昆虫提供了食物来源,并营造了适合其生活的环境。

这种相互适应的进化使得昆虫和植物的共同进化具备了生态学意义。

三、生态系统的稳定性昆虫和植物共同进化对于维持生态系统的稳定性起到了重要作用。

植被覆盖率的增加会吸引更多的昆虫栖息和繁殖,形成了复杂的食物链和生态系统。

昆虫通过吸食植物的花蜜或花粉,转化为自身的能量和养分。

而昆虫也作为食物供给了其他生物,形成了一个相互联系的生态系统。

昆虫和植物之间的相互作用对于维持种群平衡和生物多样性至关重要。

植物通过吸引昆虫传粉,促进了自身的繁殖和分布。

而昆虫则通过传粉为植物提供了繁殖的保障。

这种相互依存的关系有利于稳定生态系统的结构和功能。

综上所述,昆虫与植物共同进化的生态学意义体现在互利共生的关系、相互适应的进化和生态系统的稳定性等方面。

植物与昆虫的共生进化

植物与昆虫的共生进化

植物与昆虫的共生进化植物与昆虫之间的关系可以追溯到数亿年前的地球历史。

在这漫长的进化过程中,植物和昆虫相互依存、相互影响,并逐渐形成了一种共生关系。

这种共生进化不仅使植物和昆虫能够相互适应,还为地球生态系统的平衡和多样性做出了重要贡献。

植物通过吸收阳光、水分和二氧化碳进行光合作用,从而制造出自己所需的营养物质。

然而,植物并非孤立地生长,它们需要与其他生物进行交互才能获得更多的优势。

而昆虫则成为了植物最重要的合作伙伴之一。

一方面,昆虫为植物传播花粉,促进了植物的繁殖。

当昆虫从一朵花上采集花粉时,它们会不经意地将一部分花粉带到下一朵花上,从而实现了植物的异花授粉。

这样的共生关系促使了植物的交配方式多样化,增加了植物的遗传变异,有利于物种的演化和适应环境的能力。

另一方面,昆虫也从植物中获得了丰富的食物资源。

植物通过合成各种化学物质来吸引昆虫,例如花朵散发出的香气、叶片上的毛发等。

这些化学物质不仅可以吸引昆虫,还可以引导昆虫在植物体表上行走,帮助昆虫找到适合自己的食物。

昆虫则通过吸食植物的花蜜、果实或叶片来获取能量和营养,满足自身的生存需求。

随着时间的推移,植物和昆虫之间的共生关系逐渐进化出了更加复杂的形式。

一些植物进一步改变了它们的形态和生理特征,以适应特定昆虫的访问和利用。

例如,一些植物的花朵形状和颜色与特定的昆虫形成了互利共生关系。

昆虫通过访问这些花朵获取食物,同时也帮助植物传播花粉。

这种互利共生关系不仅促进了植物的繁殖,还帮助了昆虫的生存和繁衍。

除了花朵形态的进化,植物还通过合成特定的化学物质来吸引昆虫。

一些植物会释放出特定的挥发性物质,吸引特定的昆虫来访问。

这些挥发性物质可以是花香、异味或其他特殊的气味。

昆虫通过这些气味来识别植物,并找到适合自己的食物或产卵的地方。

这种化学信号的共生进化不仅提高了昆虫的定位能力,也为植物吸引了更多的传粉者。

植物与昆虫的共生进化不仅在生物学上具有重要意义,也对人类的生活产生了积极的影响。

植物与昆虫的共同进化

植物与昆虫的共同进化

植物与昆虫的共同进化生命的演化是一个长期而复杂的过程。

在这个过程中,植物和昆虫作为两个独立的生物群体,却展开了一种独特而密切的共同进化。

本文将探讨植物与昆虫共同进化的过程和结果,以及他们之间的相互依赖关系。

一、植物与昆虫的共同生活空间植物和昆虫在漫长的进化过程中,不断适应和利用彼此的生活空间。

昆虫作为植食性动物,以植物为食源,提供了植物的传粉和胃肠消化等方面的服务。

而植物则通过提供栖息地和食物吸引昆虫,同时利用昆虫传播花粉实现繁殖。

这种共同生活空间使得植物和昆虫能够相互依存,并且彼此之间也在进化中互相塑造。

二、植物与昆虫的进化适应1. 植物的进化适应植物为了吸引昆虫传粉,发展了各种各样的特化结构和化学物质。

例如,花朵的形状、颜色和香味都是为了吸引昆虫。

植物还发展出了花蜜作为奖赏,吸引昆虫的到来。

此外,还有植物通过生长形态、颜色和化学信号来吸引寄生昆虫,诱导它们寄生和传播花粉。

2. 昆虫的进化适应昆虫为了能够更好地获得植物提供的食物和繁殖场所,也在进化过程中发展了各种各样的适应性特征。

例如,某些昆虫发展出长长的口器,以方便获取植物的花蜜。

另外,昆虫也发展出了各种各样的传粉策略,例如喜好特定花朵、利用光线和化学信号等。

三、植物与昆虫的共同进化效果植物和昆虫的共同进化在很大程度上塑造了彼此的特征与行为。

这种共同进化带来了以下几个显著的效果:1. 物种多样性的提升植物和昆虫相互依存的共同进化,推动了物种多样性的提升。

植物的特化结构和昆虫的进化适应不断推动彼此的演化,从而催生了数量庞大且种类繁多的植物和昆虫物种。

2. 生态系统的稳定性植物和昆虫之间的共生关系,对于维持生态系统的稳定性起着重要作用。

植物依赖昆虫传粉繁殖,而昆虫则以植物为食。

两者之间相互关联,构成了生态系统中复杂的食物链和相互作用网络,维持了整个生态系统的稳定。

3. 进化的加速植物和昆虫的共同进化,加速了彼此的演化进程。

这是因为通过共同进化,植物和昆虫可以更好地适应彼此的特征和环境,从而推动了彼此的进化速度。

昆虫与植物协同演化关系的研究概况

昆虫与植物协同演化关系的研究概况

昆虫与植物协同演化关系的研究概况
植物和昆虫的协同演化是生物学家和生态学家长期以来关注的一个研究课题,它可以用来解释为什么植物和昆虫之间总是能够产生出复杂而有影响力的关系。

这种协同演化关系可以在生物系统、植物—昆虫关系、孢子—袋虫多样性之间产生反馈循环,从而维持生物系统持久稳定。

研究显示,植物和昆虫之间存在复杂的协同演化关系。

植物拥有各种特殊的生态机制,以帮助它们在植物—昆虫之间的相互作用中占据优势,并发挥促进植物营养和光合增效的效果。

其中一种常见的机制是光照延拓,意味着被昆虫攻击的植物会有更多的光,从而促进其发育。

另一种常见的机制是嗅觉延拓,指的是被昆虫攻击植物会引发植物间的通讯,从而改变植物在物种特异性、定位和营养方面的特征,从而影响昆虫对植物的攻击。

另外,植物和昆虫之间还存在着丰富的同类性条件下的协同演化关系,即互相影响另一个物种时,能够产生出适宜的结果。

植物通过利用昆虫传递的营养和光照,可以获得同类适宜的条件。

昆虫也可以根据物种特异性、定位和营养进行攻击,从而达到发育和繁殖的目的,相互影响,从而改变植物—昆虫关系。

总的来说,植物和昆虫之间的协同演化关系既促进了植物群落的多样性,也有助于保护植物免受昆虫的破坏。

因此,研究昆虫—植物协同演化关系有助于科学家更好地理解物种的分布状况、恢复植物群落的多样性和保护植物,为建立可持续的生态系统奠定基础。

植物与昆虫的相互作用与共同进化

植物与昆虫的相互作用与共同进化

植物与昆虫的相互作用与共同进化相互作用与共同进化是生物界中普遍存在的现象,而在植物和昆虫之间的相互关系尤为显著。

植物和昆虫之间的相互作用可以是互利共生的,也可以是捕食与被捕食的关系。

这种特殊而复杂的互动关系推动了双方的共同进化,在长时间的演化过程中,植物和昆虫相互适应,形成了多样性且精密的关系链。

植物与昆虫的共生关系可以是互利共生。

许多植物依赖昆虫传粉以完成繁殖过程,而昆虫则从植物中获取花蜜等营养物质。

这种共生关系在进化过程中越发紧密,植物逐渐形成了特化的花朵结构和花香来吸引昆虫,而昆虫的触角、嗅觉等感知器官也随之演化出了更精确的识别和定位能力。

因此,植物与昆虫的共生关系不仅在生态学上有重要意义,也在演化生物学领域具有很高的研究价值。

除了互利共生的关系,植物和昆虫之间还存在着捕食和被捕食的关系。

植食性昆虫依赖于植物作为食物来源,并逐渐演化出了适应各种植物防御机制的能力,例如各种口器和消化系统的特化。

而植物则通过产生毒素、刺激性物质或者通过孢子等方式来抵抗昆虫的捕食。

这种被捕食的关系促使植物和昆虫在演化过程中相互适应,不断进行着致命捕食和逃逸技巧的博弈。

在植物与昆虫相互作用的过程中,共同进化扮演着重要的角色。

共同进化是指两个或多个物种因彼此的相互作用而相互影响,进而导致彼此同时演化的过程。

植物和昆虫的相互作用和共同进化不仅在形态上得到了体现,也表现在基因层面的改变上。

例如,一些植物通过产生特定化学物质来吸引天敌与植食性昆虫的天敌,从而保护自身免受昆虫损害。

而昆虫则通过适应这些植物的防御机制来提高生存能力。

这种相互适应和研究是共同进化理论中的关键内容。

总之,植物与昆虫之间的相互作用与共同进化是生物界中一种普遍现象,具有重要的生态学和演化生物学意义。

通过互利共生和捕食被捕食关系,植物和昆虫逐渐形成了多样性且精密的互动网络。

在长时间的博弈和适应过程中,双方相互影响、相互塑造,不断达到动态平衡。

而共同进化理论为我们解释了这种复杂关系的形成和演化过程,也为生物多样性的维持和守恒提供了理论指导。

植物与害虫的协同进化

植物与害虫的协同进化

植物与害虫的协同进化是一个令人惊叹的生态系统现象。

这个过程展示了两种生物体之间的独特关系,它们在长时间的进化中互相影响,适应环境并变得更加高效。

这种进化过程又被称为“协同演化”,也就是指两个或更多的生态系统成员相互作用,使它们能够更好地在共同生活的环境中生存下去。

1. 害虫的进化——为了更好的生存在进化的过程中,害虫会不断地改变自己的生态特征来适应它们的环境。

例如,一些害虫会改变自己的食物选择,以适应某种作物。

当作物选择了更高的致命性防御机制时,他们可能会改变自己的口器,以便能够进食。

他们还会学会新的行为模式来规避植物的防御机制,例如两栖动物在被猎物发现时会做出的掩护动作。

害虫还会学习如何选择最优秀的植物宿主。

他们可以通过识别宿主植物中存在的特殊组分,找到适合自己的植物宿主。

这样,在进化的过程中,害虫变得越来越“克制”和“成熟”,他们可以更好地抵御植物的进化进程。

也就是说,这些害虫在进化的过程中会学习如何选择最优秀的宿主,以便最大化自己的生产力。

这些学习过程使害虫变得更加灵活和适应性强,在每个环节上都能找到最好的适应办法。

2. 植物的进化——为了更好的抵御害虫在进化的过程中,植物会开发出多种抵御害虫的机制。

例如,一些植物会生产出自己特有的气味分子,以使害虫远离。

或者植物也会生产出一些有毒的分子,进行主动防御。

其他的植物则会生长出更大的尖刺或具有毒性的刺,以防止害虫的入侵。

植物还会学会如何适度地分配自己的资源,以便对不同种类的害虫都产生足够的防御机制。

对于接受更多的细菌蛋白和氨基酸的害虫,植物将产生更多的防御分子。

这种变化帮助植物在进化的过程中更健康地生存,并保持其充满生机的状态。

3. 植物和害虫之间的协同进化:植物和害虫的互动产生了真正的进化,促进了它们的生存。

当害虫与植物之间的进化间接影响以后,他们变得更加紧密地关联起来了。

在进化的过程中,每个生态系统的成员都被迫发展出最优秀的特征,从而使整个生态系统更加完善和有效。

植物与昆虫共生关系的进化

植物与昆虫共生关系的进化

植物与昆虫共生关系的进化植物与昆虫之间存在着各种共生关系,这种关系在进化过程中发挥了重要作用。

由于共生关系使得植物和昆虫能够互相受益,它们通过相互适应和演化,形成了非常复杂的相互作用网络。

一、进化背景植物和昆虫共生关系的起源可以追溯到约1亿年前的白垩纪晚期。

当时,植物刚刚开始在陆地上生长,并没有足够的防御机制来抵御侵袭。

在这个时候,昆虫通过吸食植物的汁液等方式找到了一种稳定的营养来源。

这种共生关系使得昆虫得以存活,同时也为植物提供了一种天然的防御方式。

二、互惠共生关系互惠共生关系是植物与昆虫共生关系中最常见的一种形式。

在这种关系中,植物提供食物和栖息地给昆虫,而昆虫则为植物传粉、授粉或者进行防御。

这种互惠关系使得植物和昆虫能够相互依存,共同适应环境的变化。

1. 传粉共生传粉共生是植物与昆虫之间最为典型的互惠共生关系。

植物通过花朵吸引昆虫前来取食花蜜,并在昆虫身上沾染花粉。

当昆虫转移到另一朵花时,花粉就会传到新的花朵上,实现了植物的繁殖。

同时,昆虫通过吸食花蜜来获取营养,形成了双赢的局面。

2. 防御共生防御共生是指昆虫为了保护植物而与其形成共生关系的现象。

植物会释放出一些有毒的化合物,来吸引某些昆虫为其提供防御。

这些昆虫对于其他植物来说是害虫,但对于与之共生的植物来说,它们起到了一定的保护作用。

这种共生关系让植物能够避免或减少害虫的侵害,从而提高其生存能力。

三、共生关系的演化植物与昆虫共生关系的演化过程中,各自的适应性演化起到了至关重要的作用。

植物通过花色、花香等方式吸引昆虫,同时也会筛选掉没有对其传粉或防御有益的昆虫。

昆虫通过感知植物的信号、得到足够的食物和栖息地来选择与之共生的植物。

双方相互适应、相互进化,形成了一种相对稳定的共生关系。

四、共生关系在生态系统中的作用植物与昆虫的共生关系对于维持生态系统的平衡起到了不可或缺的作用。

它们通过传粉、授粉等方式促进植物的繁殖,维护了生物多样性的稳定性。

昆虫传粉与植物进化之间的关系探究

昆虫传粉与植物进化之间的关系探究

昆虫传粉与植物进化之间的关系探究摘要:昆虫传粉是植物繁殖过程中至关重要的一环。

本文将探讨昆虫传粉与植物进化之间的关系,包括对双方之间的相互适应和协同进化的分析,以及昆虫传粉对植物繁殖策略、性别分化和种群遗传结构的影响。

引言:植物靠昆虫传粉是一种常见的繁殖策略,这种相互依赖关系已经持续了数百万年的漫长进化历程。

昆虫传粉不仅促进了植物繁殖的成功,也对昆虫种群的繁衍和多样性起到了重要的推动作用。

本文将探讨昆虫传粉与植物进化之间的密切关系,并深入研究双方之间的适应性进化以及协同进化的机制。

昆虫传粉与植物进化的适应性进化:昆虫传粉是一种共生关系,昆虫和植物通过协同进化演化出了繁衍系统中的一系列适应性特征。

植物利用花色、花香和花形等特征吸引昆虫,以确保传粉的效率。

植物通过这些特征的进化,逐渐形成了与特定传粉昆虫之间的互惠共生关系。

昆虫则通过与植物相互作用,获取花蜜等营养,同时帮助植物传播花粉。

协同进化是昆虫传粉和植物进化之间的重要机制。

昆虫的嗅觉和视觉系统逐渐进化,以适应植物的特定花香和花色,从而更好地识别和定位植物。

相应地,植物通过产生更多的花粉和花蜜来吸引昆虫,增加传粉效率。

这种协同进化过程中,昆虫和植物在形态、生理和行为上相互适应,以更好地完成传粉过程。

昆虫传粉对植物繁殖策略的影响:昆虫传粉对植物繁殖策略的影响是显而易见的。

植物通过花色、花香和花形等特征吸引昆虫,以增加传粉的机会。

不同植物种类的花朵具有不同的特征,这是通过长期演化适应不同传粉昆虫而形成的结果。

有些植物利用大量花朵吸引大量昆虫,从而提高传粉的机会;而另一些植物则依赖特定的传粉昆虫进行有限但高效的传粉。

昆虫传粉对植物繁殖策略的塑造是在长期的进化过程中逐渐发展的。

昆虫传粉对植物的性别分化:在昆虫传粉中,植物的雄性和雌性器官分布在不同的花朵上,这种性别分化有助于避免自花授粉。

植物性别分化是为了增加异花传粉的机会,从而提高繁殖的成功率。

通过性别分化,植物可以在种群水平上维持稳定的遗传多样性,避免近亲交配带来的负面效应。

植物与昆虫的互利共生关系与进化机制

植物与昆虫的互利共生关系与进化机制

植物与昆虫的互利共生关系与进化机制互利共生是生态系统中一种常见的现象,其中植物与昆虫之间的互动关系尤为突出。

植物与昆虫之间的互利共生关系不仅对于它们自身的繁衍生存具有重要意义,同时也对整个生态系统的平衡和稳定起到了关键作用。

本文将重点阐述植物与昆虫的互利共生的进化机制以及两者之间相互依存的关系。

一、互利共生的定义与意义互利共生是指两种或多种不同物种之间相互协作以获取生存利益的现象。

在植物与昆虫之间的互利共生中,植物通过提供庇护、食物或适宜的繁殖场所等方式为昆虫提供有利条件,而昆虫则通过传粉、驱除害虫等方式为植物提供重要的服务。

这种互利共生关系对于两者的繁衍生存都具有重要的意义。

植物依靠昆虫的传粉来完成繁殖,而昆虫则通过以植物为食物或栖息地来维持生活。

二、互利共生关系的进化机制1. 相互依赖的进化植物与昆虫之间的互利共生关系是在长期的共同进化中形成的。

植物通过进化产生了各种各样的花朵结构、香味和颜色,以吸引不同种类的昆虫。

而昆虫也逐渐适应了各种植物资源的利用,并发展了各种以花为食物或产卵场所的特化形态。

这种相互依赖的进化使得植物和昆虫之间能够实现更好的协作,共同适应环境。

2. 协同进化的驱动在互利共生关系中,植物和昆虫之间的相互作用是通过进化驱动的。

植物通过变异和选择的累积,逐渐形成了利于昆虫传粉的花朵结构和花粉特性。

昆虫则逐渐形成了适应各种花朵和植物资源的特化形态和行为。

这种协同进化的驱动使得植物和昆虫能够更好地适应彼此,实现互利共生。

三、植物与昆虫的互利共生关系1. 昆虫的传粉作用植物通过花朵的形态、颜色和香味来吸引昆虫,昆虫在觅食过程中会粘在身上的花粉传到其他花朵上。

这种传粉行为不仅使植物繁殖得以实现,还促进了植物的基因流动,增加了植物的遗传多样性。

2. 植物提供食物与栖息地许多昆虫种类以植物为食物或栖息地。

植物提供了昆虫所需的食物资源,同时也提供了安全稳定的生活环境。

对于某些昆虫来说,植物不仅是食物来源,还是其幼虫的产卵场所和食物供应基地。

协同进化昆虫与植物PPT课件

协同进化昆虫与植物PPT课件
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膜翅目昆虫的伪交配现象
兰花有60 %是由蜜蜂授粉的,最特殊的是, 约有1/3 的兰花种类并不产蜜, 而是产生 一种类似针尾蜂属的雌性信息素挥发性成 分,以吸引雄蜂, 花的形状很像雌蜂, 并有 毛茸, 漫游的雄蜂便停在花上产生交配的 动作,这种行为称为伪交配。
这时花粉块附着于蜂体, 蜂带着花粉块飞 到另一花时, 便与此花的柱头相遇而传授 花粉。
为同一种榕树传粉的几种小蜂是否具有较近的亲 缘关系?
一种传粉小蜂能够为几种榕树传粉,这些榕树是 否具有虫丝兰蛾, 就和丝兰之间有着一种特殊而又有趣的互利 关系。
丝兰
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丝兰蛾是一种夜行性昆虫,丝兰开放后,丝兰蛾 先在一朵丝兰花上收集花粉,再把花粉卷成一个 球,藏在颚下。然后飞到另一朵花的雌蕊上,将 细细的管状产卵器插入雌蕊的子房产几粒卵,然 后再给丝兰授粉。丝兰蛾用嘴把花粉推入柱头的 开口, 让花粉接触子房使其受精。幼虫在子房内 孵化时,丝兰种子也成熟了, 幼虫便以种子为食, 但只吃掉种子的一部分。 幼虫长大后,从种子壳 中钻出,钻入地下作茧越冬。那些没被吃完的丝 兰种子也掉到地上, 不久就会长出一株新丝兰。
所以,没有丝兰,丝兰蛾便不能生存;同样,没 有丝兰蛾,丝兰也不能繁殖。
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金合欢属植物的叶端部瘤突的甜蜜分泌物可以 引诱小群体的蚂蚁在其大而中空的刺中做巢, 蚂 蚁也为了获得甜蜜的分泌物而赶跑食植昆虫, 给 植物提供了保护。 如果从植物上 将蚂蚁移走, 这些植物便会 遭受食植昆虫 的损害。
金合欢属
相互性:两个物种的特征都是进化的。 同时性:两个物种的特征必须同时进化。
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然而自然界中极少存在一对一协同进化的 物种关系, 只有寡食性甚至单食性的种类 才有可能通过共生、寄生、共栖、竞争等 形式与其寄主产生成对的协同进化, 所以 各国学者对协同进化的研究普遍倾向于扩 散的协同进化(diffuse coevolution).

协同进化——昆虫与植物的关系

协同进化——昆虫与植物的关系

参考文献:
李典谟,周立阳 协同进化—昆虫与植物 的关系 昆虫知识 1997 34-1 生物与环境的协同进化/ 徐桂荣, 王永标, 龚淑云, 袁伟编著.—武汉: 中国地质大学 出版社,2005 .4
谢谢!
1.指导抗虫性育种 通过对昆虫与植物的长期协同进化研究,分析植物 或天敌等产生的对昆虫的有毒物质,可以用于植物 的抗虫基因转导研究。
2. 开发新型农药
3. 指导生物防治 由于昆虫与植物的协同进化大多产生于共生、共栖、 寄生、竞争等物种的关系之间,因此通过对昆虫、 植物、天敌等关系的研究,可以很好地指导生物防 治,实施生态调控,包括合理引进天敌、适时应用 生物农药等具体措施,以减少害虫的为害,并减轻 因化学农药而带来的污染。
二、昆虫与植物的协同进化
(1)昆虫的行为与进化 (2)植物的防御系统
三、研究协同进化对害虫治理的意义
扩散的协同进化:
某一或多个物种的特征受到多 个其它物种特征的影响而产生的相 互进化现象。
一、协同进化的定义
(1)一对一协同进化 (2)扩散的协同进化
二、昆虫与植物的协同进化
(1)昆虫的行为与进化 (2)植物的防御系统
三、研究协同进化对害虫治理的意义
新大陆热带雨林中很多兰花完全依赖 某一类蜜蜂传播花粉。兰花不分泌花 蜜,但可以从花瓣分泌细胞中释放香 气。科学家经过研究揭示这种香气被 用作雄蜂触角腺分泌的复杂激素的生 化先遣物,而雄蜂分泌的激素本身则 用于吸引雌性,而每次进入和离开兰 花时,雄蜂就可以为兰花传粉。
它包括三个特性: 特殊性:一个物种个方面
特征的进化是由另一个物种引 起的
相互性:两个物种的特征 必须同时进化。
由于这种定义极为严格、自然界存在一对一协同进化的 物种间的关系比较少见,因此许多学者更倾向于研究范 围比较宽广的被称为扩散的协同进化。

昆虫与植物协同进化 副本

昆虫与植物协同进化 副本
绒毛分泌液滴—粘性物质—使蚜虫粘着其上。
(2)诱导性防御
• 是植物最为经济的防御机制, 因为防御物质仅当昆虫取食时才 大量合成。
• 如蛋白酶抑制素,小分子多肽或蛋白质。昆虫消化道内存在 多种蛋白酶,起消化作用。它能与蛋白酶的活性部位或变构 部位结合, 抑制酶的催化活性,消化功能被破坏,生长发育显 著减慢。
主要参考文献
• Herre E A, Machado C A, Bermingham E, et al. Molecular phylogenies of figs and their pollinator wasps[J]. Journal of Biogeography, 1996, 23(4): 521-530.
酶可催化打开毒素内的呋喃环。
P450三级结构
P450催化机制:
(1)解毒
(2)避毒
• 蛾类幼虫应对呋喃香豆素机制: • 织叶蛾在取食前先将叶片卷起, 而后入内取食, 这样就可避免
紫外线对该毒素毒性的诱导;
• 冬尺蛾的幼虫在春季很早就孵化,并在栎树叶聚积大量单宁 以前就取食栎树的嫩叶,快速完成发育, 从而避开了单宁对其生长发育的不利影响。
(3)贮毒
➢ 主要用于防御 • 茴香凤蝶的幼虫在前胸背板的一个袋中积聚茴香油,当幼虫
受到侵犯时,就把这个袋子里的茴香油翻了出来。 • 乳草蝽取食含强心内脂苷的乳草液汁时,通过后胸背侧腺体
和脂肪体等贮存强心内脂苷,转化为不饱和醛, 分泌体外,驱避捕食者。
乳草蝽, 达斯摩尔虫
4 协同进化理论的发展
➢4.1 协同进化
3.2 昆虫对植物化学防御的适应
• 没有一种植物能被所有的昆虫取食危害,也没有任何一种植 物能避免昆虫的取食,说明任何植物总有某种防御机制,使 某些昆虫对其无法侵害;一种昆虫总能突破某种或某些植物 的化学防御。

昆虫与植物的协同进化

昆虫与植物的协同进化

昆虫与植物的协同进化植物界和昆虫纲在种类丰富程度和生物量大小上在整个生物圈内都是首屈一指的:30余万种植物直接或间接地为100多万种昆虫提供生命活动所需的能量,其中约有一半的昆虫(40多万种)植食性。

由于植物处于生态系统的最底层—生产者的位置上,按照生物量逐级递减的比率,植食性的可取食植物年生物量的10%。

除去藻类、苔藓和蕨类三个门,绝大多数种子植物都是各类植食昆虫的取食对象,其中又以被子植物居多。

重要的植食性类群有鳞翅目、半翅目、直翅目,还有一部分鞘翅目、膜翅目和双翅目的种类。

寄主植物的特化是昆虫在不断进化中选择的。

对于植食性昆虫来说,能否正确的分辨出寄主植物是后代能否存活下来的关键。

狭食性的昆虫通过某种方式能够识别植物的分类关系,这种方式即是按照植物的化学成分来鉴别植物。

昆虫寻找那些与其基因中所要求的相同的化学成分,并根据这些成分找到相应的植物,这些植物常常只局限于一个种或一个属。

植物的相应化学物质—次生物质就是联系植物和昆虫关系的基本因素。

在植物的代谢过程中,一些重要的初生代谢的产物经过一系列耗能的次生代谢过程,产生一些对植物一本身无害或有害的化合物,即为植物次生代谢物。

它又可称为非滋养性化学物质,通常储存在细胞的液泡中,或以前体的形式存在。

这些植物次生化学物质大多是废物、贮藏物、色素、毒素、香素、结构单位或疏水剂等。

协同进化一词最早由Ehrlich和Raven在讨论植物和植食昆虫相互之间的进化影响时提出来的,但他们未给协同进化下定义。

Janzen于1980年作了这样的描述,协同进化是一个物种的性状作为对另一个物种性状的反应而进化,而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化,它要求特殊性——每一个性状的进化都是由于另一个性状;相互性——两个性状都必须进化;同时性——两个性状必须同时进化,这被称为一对一协同进化。

一对一协同进化在自然界中比较少见,如虫媒花植物与传粉昆虫等等。

而根据Fox等人的观点,协同进化定义为某一或多个物种的特征受到多个其他物种特征的影响而产生的相互进化现象,此谓之为扩散的协同进化,不具备同时性,表明了物种对生物环境特征的适应。

植物与昆虫的共同进化历程

植物与昆虫的共同进化历程

植物与昆虫的共同进化历程在地球上,植物和昆虫是两大重要的生命群体。

它们通过长期的互动和相互作用,共同进化并形成了独特的关系。

本文将从不同角度探讨植物与昆虫的共同进化历程,包括互利共生、化学通讯和形态适应等方面。

一、互利共生植物与昆虫之间存在着一种互利共生的关系。

植物为昆虫提供了食物和栖息地,而昆虫则帮助植物传播花粉和种子。

这种相互依存的关系促使植物和昆虫在长期演化中相互适应,形成了各具特色的特殊关系。

以传粉为例,花朵是吸引昆虫的工具。

植物通过花朵的形态、色彩和香气吸引昆虫前来觅食。

昆虫在花朵上觅食的过程中,身上会沾满花粉,并在另一朵花上释放出沾满花粉的粉粒。

这种过程促进了植物的繁殖和昆虫的取食需求,实现了互利共生。

二、化学通讯植物与昆虫之间的化学通讯也是它们共同进化的重要方面。

植物通过释放出特定的化学物质,吸引昆虫来寻找食物或繁殖。

而昆虫则通过感知并回应这些化学物质,以获得适合的食物资源或繁殖环境。

例如,植物释放出的花香可以吸引一些特定的昆虫前来授粉。

这是由于植物花朵中所含的挥发性化合物具有吸引昆虫的特定气味。

同时,昆虫也通过释放出特定的化学物质来与植物进行交流。

这种化学通讯的方式使得植物和昆虫可以在彼此之间进行有效的信息传递,提高了它们的适应能力和生存机会。

三、形态适应在长期的共同进化过程中,植物和昆虫逐渐形成了相应的形态适应。

植物通过改变花朵的形态、颜色和香气来吸引特定的昆虫。

一些植物还发展出特殊结构来适应与昆虫的互动,例如吸引昆虫觅食的花蜜和花粉,以及提供栖息地和保护的树皮和叶片。

同时,昆虫也通过改变自身的形态和行为来适应植物。

一些昆虫通过长出具有伪装效果的结构来躲避植物的捕食者,例如模仿花朵的形态和色彩。

此外,一些昆虫也发展出专门的口器和器官来适应吸食植物的花蜜、果实或叶汁。

总结起来,植物与昆虫之间的共同进化是一种相互依存的关系,包括了互利共生、化学通讯和形态适应等方面。

这种进化关系不仅促进了植物和昆虫的生存和繁殖,也为整个生态系统的平衡和稳定做出了重要贡献。

寄生昆虫和植物的协同进化研究

寄生昆虫和植物的协同进化研究

寄生昆虫和植物的协同进化研究寄生昆虫和植物之间的协同进化研究,是生态学研究的重要方向之一。

寄生昆虫是指以寄生方式生活在植物体内的昆虫,它们与植物之间的关系是一种互动关系,而这种互动关系是长期演化而来的。

随着研究的深入,人们已经明确了这种关系的基本规律,对于环境保护和生态建设具有重要的意义。

寄生昆虫和植物之间的协同进化可以分为三个方面:寄生昆虫对植物的适应机制、植物对寄生昆虫的适应机制、以及两者之间互动的协同进化。

寄生昆虫对植物的适应机制寄生昆虫为了生存和繁殖,必须适应宿主植物的生长环境和生理特性。

在长期的演化过程中,寄生昆虫已经形成了许多适应机制。

首先,寄生昆虫可以识别适宜的宿主植物。

在宿主植物分泌出特定的化合物时,寄生昆虫就会迅速寻找到这些植物。

比如,黄瓜田里的蚜虫就能够感知到黄瓜的气味和味道,从而快速聚集在黄瓜上,对其进行寄生。

其次,寄生昆虫可以改变宿主植物的生长和代谢。

寄生昆虫会利用宿主植物的养分和水分来繁殖,同时还会释放一些激素和酶类物质,来促使宿主植物生长,方便自己获取更多的养分。

有研究发现,在蚜虫寄生的植物中,有些基因会被激活,产生出较高水平的激素,这种激素会促进植物的生长。

植物对寄生昆虫的适应机制植物为了抵御寄生昆虫的侵害,也必须具备相应的适应机制。

这些适应机制主要包括:识别寄生昆虫,产生抗性反应,以及在寄生昆虫侵害下调节生理代谢。

首先,植物可以通过识别寄生昆虫来发出信息,引起其他植物的警觉。

植物细胞中含有一些特定的受体蛋白,能够感受到寄生昆虫所激发的激素分泌,随后就会产生一些防御物质来保护自己。

这种防御物质可以通过叶子表面的细胞壁来防御寄生昆虫的进入。

其次,植物还可以产生抗性反应,来对抗寄生昆虫。

抗性反应通常表现为植物细胞的增厚,增加植物对寄生昆虫的物理障碍。

同时,植物还可以合成一些有毒化合物来防御寄生昆虫的入侵。

比如番茄在叶片细胞的液泡中含有一种称为龙葵碱的有毒化合物,对许多昆虫都有致命的威胁。

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2 植物次生物质是否作为植物防御昆虫取 食的重要屏障? 研究表明次生物质确实在保护植物、减少 昆虫和其它动物的取食方面起重要作用。 上面提到的凤蝶与伞形花科香豆素的关系
植物是如何感知昆虫的危害并能主动地启 动诱导防御系统? 当昆虫取食时,植物的组织细胞被破坏, 细胞 壁的果胶碎片被水解酶分解为寡聚的半乳 糖醛酸片段, 由此激活伤口周围组织的蛋白 酶抑制素基因。与此同时, 内源产生的一种 称为“ systemin ”的多肽运输于整个植株, 并激活远离伤口组织的蛋白酶抑制素基因。 局部和系统活化的结果, 导致新的大量抑制 素mRNA被转录, 并以mRNA为模板合成抑制 素原体。原体经修饰成为蛋白酶抑制素, 贮 存在叶细胞的中央液泡内, 与胞质隔离, 用 来阻止昆虫的进一步侵害
虫媒植物花的颜色, 是和昆虫的演变相互适 应的。 较原始的如木兰属颜色较淡 甲虫类 独活属、冬青属等花色浅而无光彩 蜂类 蝇类
花的颜色趋于鲜艳(黄色和蓝色)
鳞翅目蝶蛾和膜翅目蜜蜂、胡蜂等繁盛之时, 花的颜色更加多样。
2 花的结构 虫媒花的结构经历了复杂的演变过程。花 的各部分在花托上的排列由螺旋状到轮生, 由辐射对称到两侧对称, 甚至不对称。花冠 的形状由辐射状、十 字状到筒状舌状、喇 叭状、漏斗状等类型。 昆虫与植物相互选择。
1964年 Ehrlich 和Raven 根据对粉蝶与其寄 主十字花科植物关系的研究, 首次提出协同 进化(coevolution)理论 。 他们认为, 种子植物通过偶然的遗传突变与基 因重组, 产生一系列的次生物质, 使植物不 为昆虫所嗜食, 因此进入新的适应域; 相应 地, 昆虫种群通过基因突变或基因重组, 产 生新的适应性而进入新的适应域, 并开始种 系分化;成对的交互作用的结果造成昆虫食 性的专一化、形成动植物生态关系多样性。
乌凤蝶
避毒
冬尺蛾的幼虫在春季很早就孵化, 并在栎树 叶聚积大量单宁以前就以栎树的嫩叶为食, 完成了发育, 从而避开了单宁对它们生长和 发育的不利影响。
尺蛾
栎树
贮毒
茴香凤蝶的幼虫在前胸背板的一个袋中积聚茴 香油, 当幼虫受到侵犯时, 就把这个袋子里 的茴香油翻了出来。取食曼陀罗叶的一种幼虫, 在它们的背上堆积它们自己的粪便以进行保护, 粪便中含有从寄主体中得来的不适口的生物碱。
茴香凤蝶幼虫
虫媒植物吸引昆虫为其传粉的策略 1 花的颜色 大都具有色彩鲜艳的花, 其中以白、黄、红 三色最为常见。 蜜蜂嗜好白、黄色;蝶类善辨红色;而夜 间活动的蛾类则对白色更为偏好。 在北半球原野上, 植物的花往往是黄、白、 紫色或蓝色(蜂类);而在靠近热带和亚 热带的地方却常为鲜红色(蝶类)。
有的植物叶片上密生绒毛,在密生毛茸的茎叶上 取食的蚜虫, 其下唇较长, 使口针能接触叶面, 便于 刺入植物组织的筛管中吸食; 为了防御蚜虫,有的植物进化出防御策略,例如 有的植物在茎叶表面分泌出大量粘液,使蚜虫无 法行走。
在昆虫与植物协同进化过程中,它们之间 产生了一种微妙而又复杂的关系———道高 一尺,魔高一丈。
原因之二——亲缘关系
通过榕及其传粉小蜂的亲缘关系比较发现, 当宿主 亲缘关系较近时, 对应的传粉小蜂也具有较近的亲 缘关系(Wiebes, 1963, 1979; Ramiraz, 1974)。 为同一种榕树传粉的几种小蜂是否具有较近的亲 缘关系? 一种传粉小蜂能够为几种榕树传粉,这些榕树是 否具有较近的亲缘关系?
武夷兰
4 化学信息 虫媒植物一般都能发出一定的气味以吸引 昆虫,而昆虫则对不同气味表现得非常专 一, 如蜂类喜欢甜蜜味, 蝇类喜欢腐臭味, 而甲 虫则对果香味和发酵味有所偏爱。 有些气味在昆虫取走花粉后立即停止发出。
霸王花
苹果花
植食性昆虫与植物之间主要问题探 讨
1 昆虫对寄主植物的选择, 尽管受到多种 因素如种间竞争、天敌作用等的影响, 但 起决定作用的是植物的理化性质,主要是植 物的次生物质。它们 具有种属特异性, 造成 植物种类特有的气味。
协同进化理论强调植物次生物质在植食性 昆虫与植物相互关系中的重要性
橙粉蝶
十字花科油菜
定义
1980年Janzen给协同进化下了一个严格的定 义:一个物种的个体行为受另一个物种的 个体行为影响而产生的两个物种在进化过 程中发生的变化。
它包括三个特性:
特殊性: 一个物种各方面特征的进化是由 另一个物种引起的。 相互性:两个物种的特征都是进化的。 同时性:两个物种的特征必须同时进化。
专门给百合科植物丝兰授粉的昆虫丝兰蛾, 就和丝兰之间有着一种特殊而又有趣的互利 关系。
丝兰
丝兰蛾是一种夜行性昆虫,丝兰开放后,丝兰蛾 先在一朵丝兰花上收集花粉,再把花粉卷成一个 球,藏在颚下。然后飞到另一朵花的雌蕊上,将 细细的管状产卵器插入雌蕊的子房产几粒卵,然 后再给丝兰授粉。丝兰蛾用嘴把花粉推入柱头的 开口, 让花粉接触子房使其受精。幼虫在子房内 孵化时,丝兰种子也成熟了, 幼虫便以种子为食, 但只吃掉种子的一部分。 幼虫长大后,从种子壳 中钻出,钻入地下作茧越冬。那些没被吃完的丝 兰种子也掉到地上, 不久就会长出一株新丝兰。 所以,没有丝兰,丝兰蛾便不能生存;同样,没 有丝兰蛾,丝兰也不能繁殖。
首例传粉小蜂真实共存的实例报道于1985年。 据统计, 在非洲同一种榕属植物内两种或多种 传粉小蜂共存的比例占榕属植物的17%, 澳洲 有13%(Rasplus, 1996); 同时也不乏多种榕属 植物共享同一传粉小蜂 的实例,如非洲15%的 榕属植物存在共享传粉 小蜂的现象(Rasplus, 1996)。
马铃薯
诱导型防御
是植物最为经济的防御机制, 因为防御物质仅当昆 虫取食时才大量合成。 如蛋白酶抑制素,昆虫的消化道内存在多种蛋白 酶,它能与蛋白酶的活性部位或变构部位结合, 抑 制酶的催化活性, 使昆虫活活饿死。
有些植物如番茄和马铃薯, 在其不受损伤时 蛋 白酶抑制素含量很低,当昆虫取食后, 植物体 内迅速诱导合成这种物质。
4 植食性昆虫寄主范围是否是从广到专演 化的? 决定昆虫食性的主要是植物的次生物质。 广食性的昆虫, 须在行为和生理上适应植物 多样的化学防御, 而这种投入应是高代价的; 而专食性的昆虫则正好相反, 寄主专一性应 给昆虫带来生理和生态上的补偿,可减少 被寄生和天敌捕食的机会。
因此, 不少生物学家认为昆虫是从广食性向 专食性演化的 在多数情况下, 昆虫食性的专化是演化的重 要策略, 但在不稳定的环境条件下, 一些昆 虫( 如棉铃虫) 食性的广化也不失是一种正 确的演化策略, 这样可以减小依赖于专一的 寄主作为自身生态和进化命运的风险。
3 昆虫是怎样适应植物化学防御的? 除了行为上的躲避外,更多见的是在生理 生化上增强解毒作用。 Musser等发现, 美洲棉铃虫唾液中有一种葡 萄糖氧化酶, 当昆虫取食时该酶能抑制烟草 启动其诱导防御系统, 这种功能是通过直接 抑制茉莉酸信号的生成或作用于其它信号 途径而实现的。不仅如此, 昆虫在取食时可 探测到引起植物防御反应的信号( 茉莉酸和 水杨酸盐) , 这些信号物质可活化美洲棉铃 虫的4 种细胞色素P450 的基因, 增强自身的 解毒能力。
金合欢属植物的叶端部瘤突的甜蜜分泌物可以引 诱小群体的蚂蚁在其大而中空的刺中做巢, 蚂蚁 也为了获得甜蜜的分泌物而赶跑食植昆虫, 给植 物提供了保护。 如果从植物上 将蚂蚁移走, 这些植物便会 遭受食植昆虫 的损害。
金合欢属
在热带雨林中, 有很多兰花完全依赖某一类蜜蜂传 粉。其实兰花不分泌花蜜, 但可以从花瓣的分泌细 胞中释放香气, 雄性蜜蜂喜欢停落在分泌区“ 沐 浴”香气, 并带回自己的巢室中储存起来甚至让其 发生化学反应, 从而促使自己的触角腺分泌能吸引 雌性的激素。颇为有趣的是, 这些兰花对传粉动物 的要求极其细致, 体型过大或过小的 蜜蜂种类都不适合 兰花的形状, 因而不 能触及其生殖器官。
兰花
更耐人寻味的是, 不同种类的兰花能分泌不 同类型的香气, 而不同种类的蜜蜂则选择不 同的芳香型。 因此, 生活在同一区域的兰花 便能各自吸引与其相对应的蜜蜂来为自己 传粉。 通俗地说, 花的美丽和芬 芳不是为了妆扮大自然, , 而是给自己做广告。
膜翅目昆虫的伪交配现象
兰花有60 %是由蜜蜂授粉的,最特殊的是, 约有1/3 的兰花种类并不产蜜, 而是产生一 种类似针尾蜂属的雌性信息素挥发性成分, 以吸引雄蜂, 花的形状很像雌蜂, 并有毛茸, 漫游的雄蜂便停在花上产生交配的动作, 这种行为称为伪交配。 这时花粉块附着于蜂体, 蜂带着花粉块飞到 另一花时, 便与此花的柱头相遇而传授花粉。 这种现象是长期演化中形成的授粉适应性。
榕树及其传粉者为协同进化的研究提供了 丰富的试验材料。 Wiebes(1979)通过对榕树及其传粉者的研究 指出, 全世界的榕树约有750种左右,每一种 榕树都专一性地由一种小蜂传粉, 而且每一 种小蜂通常只在其唯一的宿主榕树内生长 繁殖。 两者的互惠共生是协 同进化系统中最为特 化的一类。
榕树–传粉小蜂的非一对一关系
原因之一——宿主转移
宿主转移是指一种榕属植物的传粉小蜂在另一榕 属植物上定居, 与原来小蜂种群之间逐渐隔离、分 化, 形成新的物种, 这样在后一榕属植物内即有两 种亲缘关系较远的传粉小蜂 共存。小蜂的转移事件还 可能伴随原有宿主的暂时消 失, 或定居小蜂对原有传粉 小蜂的排挤, 前者仍导 致多个传粉小蜂共存于同 一种榕, 而后者导致两种榕 共享传粉小蜂的现象。
昆虫对植物化学防御的适应
对于植物的次生有毒物质,有的昆虫发展 了避毒、解毒、贮毒的适应能力。
香豆素是伞形花科植物的主要防御物质, 代表性的 有羟基香豆素、线型呋喃香豆素和角型呋喃香豆 素, 三者对昆虫的毒性依次 升高。呋喃香豆素还是光 敏性毒素, 经紫外线照射后 昆虫的毒性显著增加。
旱芹属
这类植物的专食性昆虫, 对毒素产生了很强的适 应性:织叶蛾在取食前先将叶片卷起, 而后入内 取食, 这样就可避免紫外线对毒素毒性的诱导; 有的昆虫如乌凤蝶则发展了以细胞色素P450氧 化酶为主的解毒机制, 该酶可打开毒素内的呋喃 环。相反, 不适应的昆虫则很难在这类植物上生 存。
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