昆虫与植物协同进化.ppt

2花的结构虫媒花的结构经历了复杂的演变过程。花的各部分在花托上的排列由螺旋状到轮生,由辐射对称到两侧对称,甚至不对称。花冠的形状由辐射状、十字状到筒状舌状、喇叭状、漏斗状等类型。昆虫与植物相互选择。第30页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三3蜜腺的部位毛茛的蜜腺外露花瓣基部,可使蚂蚁、甲虫、苍蝇、蜜蜂等在取食花蜜时为其传粉。（蜜腺浅）油菜的蜜腺位于花托上,花萼和花瓣把蜜腺围合在花较深的部位。因此,只适宜于较长的口器的蜜蜂和蝶类取食花蜜。油菜花第31页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三如马达加斯加岛上的长距武夷兰,蜜腺藏在长达23cm的距底,有一种长着33cm喙的蛾子专门为它传粉，这种固定的访花传粉,有利于种间隔离,减少杂交,从而加快了被子植物的演化。植物蜜腺分泌花蜜的量武夷兰第32页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三4化学信息虫媒植物一般都能发出一定的气味以吸引昆虫，而昆虫则对不同气味表现得非常专一,如蜂类喜欢甜蜜味,蝇类喜欢腐臭味,而甲虫则对果香味和发酵味有所偏爱。有些气味在昆虫取走花粉后立即停止发出。苹果花霸王花第33页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三植食性昆虫与植物之间主要问题探讨1昆虫对寄主植物的选择,尽管受到多种因素如种间竞争、天敌作用等的影响,但起决定作用的是植物的理化性质,主要是植物的次生物质。它们具有种属特异性,造成植物种类特有的气味。第34页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三2植物次生物质是否作为植物防御昆虫取食的重要屏障?研究表明次生物质确实在保护植物、减少昆虫和其它动物的取食方面起重要作用。上面提到的凤蝶与伞形花科香豆素的关系第35页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三关于昆虫与植物协同进化第1页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三“无论向哪里看去，我们发现的都是演化”——普里高京。比利时物理学家，他把热力学第二定律扩展到研究非平衡态热力学现象，用于处理远离平衡态的非线性不可逆过程，提出了著名的耗散结构理论，这是热力学理论发展史上的一个重要里程碑，因而荣获1977年诺贝尔化学奖。第2页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三1964年Ehrlich和Raven根据对粉蝶与其寄主十字花科植物关系的研究,首次提出协同进化(coevolution)理论。他们认为,种子植物通过偶然的遗传突变与基因重组,产生一系列的次生物质,使植物不为昆虫所嗜食,因此进入新的适应域;相应地,昆虫种群通过基因突变或基因重组,产生新的适应性而进入新的适应域,并开始种系分化;成对的交互作用的结果造成昆虫食性的专一化、形成动植物生态关系多样性。第3页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三

协同进化理论强调植物次生物质在植食性

昆虫与植物相互关系中的重要性

橙粉蝶十字花科油菜第4页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三定义1980年Janzen给协同进化下了一个严格的定义：一个物种的个体行为受另一个物种的个体行为影响而产生的两个物种在进化过程中发生的变化。第5页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三它包括三个特性：特殊性：一个物种各方面特征的进化是由另一个物种引起的。相互性：两个物种的特征都是进化的。同时性：两个物种的特征必须同时进化。第6页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三然而自然界中极少存在一对一协同进化的物种关系,只有寡食性甚至单食性的种类才有可能通过共生、寄生、共栖、竞争等形式与其寄主产生成对的协同进化,所以各国学者对协同进化的研究普遍倾向于扩散的协同进化(diffusecoevolution).1983年Gilbert等把扩散的协同进化定义为某一或多个物种的特征受到多个其它物种特征的影响而产生的相互进化现象。第7页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三榕树及其传粉者为协同进化的研究提供了丰富的试验材料。Wiebes(1979)通过对榕树及其传粉者的研究指出,全世界的榕树约有750种左右,每一种榕树都专一性地由一种小蜂传粉,而且每一种小蜂通常只在其唯一的宿主榕树内生长繁殖。两者的互惠共生是协同进化系统中最为特化的一类。第8页，讲稿共49页，2023年5月2日，星期三榕树–传粉小蜂的非一对一关系首例传粉小蜂真实共存的实例报道于1985年。据统计,在非洲同一种榕属植物内两种或多种传粉小蜂共存的比例占榕属植物的17%,澳洲有13%(Rasplus,