植物叶片的形状非常多样化,然而它们的生态功能在很大程度上是未知的。关于叶子形状对食草动物等生物相互作用的影响的报道特别稀少,部分原因是食草昆虫很少依靠叶子形状进行宿主选择。
2019年Nature Plants在线发表了日本京都大学和东京大学的研究题为Leaf shape deters plant processing by an herbivorous weevil的研究论文。该研究首次表明叶子的形状是对食草动物的物理威慑,因此,叶形可能是一个重要但被忽视影响植物和食草动物之间相互作用因子。
在唇形科香茶菜属的植物上栖息着一种特殊的卷叶象鼻虫(Apoderus praecellens),其雌性在产卵时会将整片叶子加工成卷叶以作为幼虫食物和栖息地。然而在香茶菜属中的I. umbrosus var. hakusanensis植物却能破坏其过程,其原因是该植物有不一样性状的深裂叶片。然而是否是叶形的不同导致卷叶象鼻虫不在其植物上栖息产卵呢?
该研究表明,在自然和实验室条件下,雌性象鼻虫相对于I. umbrosus会优先选择I. trichocarpus,该植物的叶片中没有深裂的形态。此外,该研究表明叶子的营养特性并不能解释这种偏好,因为象鼻虫幼虫在这两种寄主植物上都发育良好。
该研究进一步通过修饰了I. trichocarpus叶子以模仿I. umbrosus叶子的形状也阻止了象鼻虫对叶子卷曲。因此该研究表明,叶子形状可以防止草食性昆虫取食叶子。此外,一些非叶加工昆虫在着陆后也根据叶子形状进行宿主识别。鉴于通过触诊操纵叶子或识别叶子形状的昆虫的普遍性,不同的叶子形状可以在生物相互作用的背景下以各种方式起作用。 (来源:iplants)
农药快讯, 2020 (11): 11.