絕大多數(shù)天南星屬植物雌雄花在空間上分離，并形成特殊的雌雄兩種佛焰苞結(jié)構(gòu)(圖1)，主要吸引雙翅目蕈蚊類昆蟲為其傳粉、但并不提供食物報酬。其中雄性花序的佛焰苞基部有一個出口，蕈蚊訪問雄花序、攜帶花粉后可以經(jīng)由該出口逃離;而雌性花序佛焰苞缺乏該出口，蕈蚊被吸引到雌花序、完成傳粉后通常會被囚禁致死，形成一個致死壺狀陷阱(lethal kettle trap)。這種致死互作系統(tǒng)如何在進(jìn)化中保留下來仍是一個未解之謎。

中國科學(xué)院武漢植物園植物繁殖生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊結(jié)合大量野外觀測和實驗室分析，發(fā)現(xiàn)蕈蚊會在天南星屬植物的雌性佛焰苞中產(chǎn)卵，并記錄到蕈蚊在雌性佛焰苞中從卵-幼蟲-蛹到成蟲的整個生活史過程，植物花序?qū)嶋H上充當(dāng)了產(chǎn)卵地和育兒室的功能。然而，天南星花序內(nèi)并不提供食物報酬，蕈蚊發(fā)育過程中的關(guān)鍵限制因子—幼蟲的食物來源依然成謎。通過細(xì)致觀察，研究者發(fā)現(xiàn)被佛焰苞囚禁致死的成蟲尸體為幼蟲發(fā)育提供了關(guān)鍵食物來源(圖1)。這一發(fā)現(xiàn)表明，天南星屬植物與其傳粉者蕈蚊之間存在隱秘的互惠關(guān)系，可能是維持它們之間互作穩(wěn)定性的重要機(jī)制。研究結(jié)果以Scavenging contributes to larval food intake in fungus gnats using theArisaemakettle trap as a brood site為題，發(fā)表在生態(tài)學(xué)期刊Ecology上。特別研究助理黃文和已畢業(yè)碩士生李鑫為共同第一作者，楊春鋒研究員為通訊作者，王青鋒研究員、瑞典烏普薩拉大學(xué)Jon ?gren教授提供了重要指導(dǎo)。同時，Bulletin of the Ecological Society of America也刊發(fā)圖片報道直觀展示了相關(guān)研究結(jié)果。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金(32270243)和先導(dǎo)專項子課題(XDB31010000)的資助。

圖1.燈臺蓮的花序結(jié)構(gòu)及蕈蚊幼蟲取食成蟲尸體圖片。A.自然生境中的燈臺蓮植株;B.燈臺蓮雄花序(箭頭指示花序基部的開口);C.燈臺蓮雌花序(缺乏開口);D.雌花序中的蕈蚊幼蟲取食成蟲尸體。