寄生植物依靠不寻常的方法来传播种子

根据项目副教授Suetsugu Kenji(神户大学理学研究生院)的最新研究，三种非光合作用植物主要依靠骆驼蟋蟀来驱散它们的种子。这些研究结果发表于11月9日的新植物学家网络版。

大多数非光合作用植物具有非常小的种子，可以像灰尘一样被风分散。然而，一些叶绿素植物生长在森林的黑暗林下，并且已经放弃了对风的依赖以进行种子传播。在这项研究中，Suetsugu教授研究了三种植物的种子传播方法：Yoania amagiensis，Monotropastrum humile和Phacellanthus tubiflorus。他将骆驼蟋蟀确定为主要的种子分散器，这是骆驼蟋蟀在开花植物中用于种子传播的第一个证据。

昆虫携带者最着名的例子是蚂蚁，但蚂蚁不吃种子：它们将它们带到下颌骨的巢穴中。携带种子的昆虫非常罕见。一个例子是新西兰湿地，但这是一个特例：通常这个角色将由哺乳动物采取，但在新西兰，唯一的本地哺乳动物是蝙蝠。

末次教授的研究是在富士市，静冈县，在那里他们调查了种子的传播方式三进行种非光合作用的植物(图1)。他们发现，通常负责携带这些种子的鸟类和哺乳动物对这些植物的果实没有兴趣。与此同时，无脊椎动物，特别是骆驼蟋蟀经常吃水果(图3)。然而，吃水果不同于作为载体 - 种子也必须在粪便中不受伤害地保存。研究人员捕获了骆驼蟋蟀，检查他们是否整个排出种子，并发现了许多完整的种子。

调查的三种植物(Y。amagiensis，M。humile和P. tubiflorus)都是非光合作用物种。它们可以在漆黑的栖息地中生存，主要存在于阳光照射下的森林地面上。这次调查的三个物种的栖息地风速非常有限，因此植物需要开发水果并依赖动物携带者。然而，这些寄生植物物种没有足够的资源，因此它们不能制造出富含营养的有吸引力的水果，这些营养成分会吸引鸟类和哺乳动物。下一个最好的选择是使用流浪的昆虫，他们会吃低质量的水果。(事实上​​，日本田鼠，一种受欢迎的种子载体，注意到这些水果，但它没有尝试吃它们。)

昆虫以前没有被认为是内部种子携带者，因为它们的身体和下颌骨很小，人们认为它们会啃掉种子。然而，非光合作用植物的种子非常小，因此它们可以毫发无损地通过消化系统(图3)。

Y. amagiensis，M。humile和P. tubiflorus分别属于杜鹃科(Ericaceae)，兰科(Orchidaceae)和Orobanchaceae科。它们是非常不同的物种，它们各自放弃了光合作用，作为其独立进化模式的一部分。换句话说，三种不相关的非光合作用植物已经独立发展，依靠昆虫载体进行种子传播。这表明放弃光合作用的进化步骤(以及伴随它的特征 - 小种子大小，移动到黑暗的森林地面，无效的风散)使它们占据了一个独特的生物利基。

这些研究结果表明，光合作用丧失的进化步骤不仅仅是通过失去叶绿体而失去功能：它极大地改变了植物与其他生物的关系。通过继续研究不进行光合作用的植物，我们计划澄清在做出放弃光合作用的极端选择过程中发生的变化。