Science | 甲壳动物为海藻授粉？

文摘 2024-11-11 21:20 上海

在我们的认知中

水生植物生长在水中

环境湿润空气流动较少

因此依靠风传播花粉的效果较差

而水生植物的花粉往往较轻

能够在水中漂浮适合水流的移动

有助于在水中传播

但是——

冷知识：水生植物不只靠水来传粉

在2012年，来自墨西哥国立自治大学的研究人员拍摄了春天夜里甲壳类动物在泰莱草（Thalassia testudinum）丛生的海床上的漫游情况。

他们发现,海草的雄花产生的粘性花粉是某些甲壳类动物的食物,在吸食过程,花粉黏在甲壳类动物的身上。当动物继续觅食的时候，它们就把花粉传输到其他花朵上。

授粉压力给到真红藻纲

与那些活泼的绿藻和海草不同

红藻的雄性配子没有鞭毛

雄性配子的非游动性使其在藻海之中显得更加无助，只能寄托于水流的牵引，进行那一场注定充满不确定性的受精。

而这一幕，让人不禁去想——

是否有动物来打破这一困境？

（帮助红藻受精）

I.bathica——天选之子

I.bathica这种生活在红藻丛（准确而言是生活在江蓠丛中）的甲壳类等足目小虫，似乎承担了这一伟大使命，让江蓠静默的雄配子有目的、有期待地驶向雌配子。

研究人员如是说

I.bathica是否能够促进红藻受精？

I. balthica 通过游泳时产生水湍流间接促进雄性配子传播和受精？

I. balthica身上直接携带精子？

（利用每厘米藻体上的囊果(cystocarps)数量来估算受精成功率）

证实I.balthica帮助红藻传粉

图A：存在 Idotea balthica的情况下，将雌配子体放置在与雄配子体相距 15 cm 的平静海水箱中。

图B：不存在 Idotea balthica的情况下，将雌配子体放置在与雄配子体相距 15 cm 的平静海水箱中。

图C：结果有Idotea balthica 的情况下受精成功率比没有 Idotea balthica 高约 20 倍

证实I.balthica直接携带精子

图D：将未受精过的雌配子体与未处理的Idotea balthica放置在一个平静海水箱中。

图E：将 Idoteas先与雄配子体共同培养一段时间，将未受精过的雌配子体与处理过的Idotea balthica放置在条件相同且适宜的平静海水箱中。

图F结果：在与雄配子体共同培养过的 Idotea balthica 存在下，受精成功率达到 0.11 cystocarp/cm，远高于对照组。

直观成像

动物授粉的意义是——

对于江蓠而言

真红藻亚纲植物雄配子无鞭毛且寿命短，多为雌雄异株，受精成功率受配偶密度和生物相互作用影响。

动物介导的精子转运提高了潮间带海藻在退潮时的受精率，结合了水流和动物传播的优势。

对于藻床生态而言

尽管 I. balthica 吃其他类型的海藻，但它并不直接以 Gracilaria 为食。相反，它通过消除地衣体表面的附生植物，来保护自己免受捕食者的侵害。我们认为这种关系可能是互惠互利的。在这种关系中，海藻为 I. balthica 提供了庇护所，而附着在菌体表面的附生硅藻则成为了 I. balthica 重要的食物来源（这些硅藻的壳体（或膜）出现在其粪便中）。与此同时， Gracilaria. gracilis 因为减少污垢和提高繁殖成功率而受益。

对于系统进化而言

通常认为的传粉只发生在种子植物中，约87.5%的被子植物依赖于动物传粉。在水生环境中，沉水的水生被子植物往往通过水流进行传粉。

实验发现，红藻类由等足目甲壳动物传粉，这种原始的传粉互利关系可能已经存在了3亿年甚至更长时间，使得人们对传粉互作关系的认知从陆地扩展到了更加广阔的水下世界。

汇报人| 杜瑛

指导老师| 姜晓东

参考文献 | LAVAUT E, GUILLEMIN M L, COLIN S, et al. Pollinators of the sea: A discovery of animal-mediated fertilization in seaweed [J]. Science, 2022, 377(6605): 528-30.

本文来源于2024年“水生生物学”课堂讨论。

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生命的智慧

华东师范大学课程《海洋与生命》《水生生物学》《动物学》和《水生生物学原理与进展》师生们的学习感悟。

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