北卡罗来纳州立大学的一名研究人员发现，以火焰杜鹃花为例，杜鹃calendulaceum)，所有的传粉者并非生来平等。事实上，由于这种花独特的繁殖结构，蝴蝶——特别是它们的翅膀——是授粉的关键。
火焰杜鹃花常见于阿巴拉契亚山脉，北至纽约南至乔治亚州。像大多数杜鹃花一样，花很大，并且有一个不寻常的结构:花药(雄性)和柱头(雌性)部分都很长，彼此分开。
北卡罗来纳州生物学家玛丽·简·埃普斯(Mary Jane Epps)对杜鹃花的花结构如何影响授粉很感兴趣。“为了让植物繁殖，传粉者——通常是昆虫——必须将花粉从花药传播到柱头，”Epps说。“以火焰杜鹃为例，这两个结构之间的距离意味着蜜蜂或其他小型传粉者在访问期间不太可能接触到花药和柱头。”
另一方面，蝴蝶比其他传粉者要大得多，它们也经常在杜鹃花上传粉。埃普斯和来自詹姆斯麦迪逊大学的生物学家苏珊娜·艾利森以及来自南非夸祖鲁-纳塔尔大学的洛恩·沃尔夫注意到，似乎只有蝴蝶在拜访杜鹃花时，会同时接触花药和柱头，因此，他们开始研究在给火焰杜鹃授粉方面是否存在联系。生物学家在杜鹃花中设置了三种不同的处理方法:排除所有传粉者;不包括蝴蝶，但允许较小的传粉者，如蜜蜂或苍蝇接近花朵;或者让花朵开放给每一种昆虫，并跟踪授粉过程。
他们发现，在排除了所有传粉者或只排除蝴蝶的情况下，这些植物的传粉率非常低。但当杜鹃花与包括蝴蝶在内的所有传粉者接触时，传粉率高出10个数量级。
火焰杜鹃花上的东方燕尾蝶。苏珊娜·艾莉森(Suzanne Allison)拍摄。研究人员还发现了其他有趣的事情——花粉很可能是通过蝴蝶的翅膀而不是身体传播的。“我们观察到两种蝴蝶经常出现在这些花上:东部虎燕尾蝶和大亮斑贝母。然而，大多数的蝴蝶是燕尾蝶，它们不同于贝母，因为它们倾向于持续移动翅膀，即使在从花中采集花蜜时，”埃普斯说。“持续的扇形运动使翅膀与花药和柱头有大量的接触，使燕尾在授粉时更有效率。”
对燕尾蝶翅膀的显微镜检查证实，事实上，这种昆虫的翅膀上携带了大量的花粉——比它们身体上的花粉多57倍。“当我们想到授粉，我们通常认为昆虫携带花粉在他们的身体上，”Epps说。“但我们看到，在火焰杜鹃花上的这些蝴蝶，翅膀实际上更重要，因为它们是昆虫与花药和柱头最频繁接触的部分。”
研究结果还表明，一些植物可能依赖非常少的昆虫物种来授粉，即使许多物种访问花朵并接触雄性或雌性部分，但不一定是两者都接触，就像蝴蝶在这个例子中所做的那样。“我们知道，一般来说，授粉昆虫的数量正在下降，”埃普斯说。“所以，为了保护和保护植物物种，我们找出植物对特定传粉者的依赖程度非常重要。”
研究人员的工作发表在美国博物学家．这项研究是在山湖生物站进行的，得到了国家科学基金会、玛格丽特·沃尔顿奖学金和约翰·克里克捐赠基金的资助。
皮克-
编辑报告:摘要。
“在火焰杜鹃花中繁殖(杜鹃calendulaceumE1 ricaceae):昆虫翅膀授粉的罕见案例”
DOI:10.1086/682006
作者: Mary Jane Epps，北卡罗莱纳州立大学;詹姆斯·麦迪逊大学(James Madison University)的苏珊娜·艾莉森(Suzanne Allison);南非夸祖鲁-纳塔尔大学(University of KwaZulu-Natal)的罗恩·沃尔夫(Lorne Wolfe)
发表:在线2015年5月19日美国博物学家
文摘:
虽然许多被子植物都有飞行传粉者，但翅膀作为花粉载体的报道很少。火焰杜鹃花(杜鹃calendulaceum)，但以前的观察表明，只有蝴蝶的翅膀可以将花粉转移到柱头。采用实验方法研究了火焰杜鹃花中蝴蝶翅膀是否为主要传粉媒介。经过两个季节的观察，只有蝴蝶(蝴蝶glaucus和Speyeria西布莉)接触花药和柱头，但由于拍翅行为的差异，P。glaucus最有效地转移花粉。相比之下，蜜蜂的花粉或花蜜专一，但不接触花药和柱头。一项野外实验表明，除了蝴蝶以外的花朵几乎都没有结果，而在开放的花朵中坐果的情况与手工授粉的花朵没有什么不同。此外，蝴蝶翅膀上的杜鹃花花粉是身体上的56倍，而杜鹃花柱头上既有花粉也有翅鳞。这些结果表明，当有大量访花者接触生殖器官时，植物仍有可能以单个访花者为专一群体进行授粉，而翅传花粉是火焰杜鹃花授粉的关键方式。
