短命种子快速散布，土沉香有“智慧”

科技日报记者 赵汉斌

种子散布，是植物种群更新的关键过程，很多温带森林植物的种子都具有休眠特性，成熟后可以存储很长时间仍然保持萌发活性。

记者7月3日从中国科学院西双版纳热带植物园获悉，该园与厦门大学研究人员合作，开展胡蜂快速散布土沉香种子行为、生态适应性和化学行为机制的研究，揭示了胡蜂快速散布土沉香的短命种子对其自然繁殖更新具有重要意义，同时阐明了一种植物果实气味模拟虫食诱导叶片气味来吸引害虫天敌胡蜂为植物快速散布种子的全新的种子快速散布机制。近期国际期刊《当代生物学》发表了这一研究成果。

胡蜂对土沉香果实以及种子的脱水敏感性，决定了种子的成功散布。

“很多热带木本植物产生非休眠的种子，其种子寿命很短，成熟后需要快速启动萌发，否则可能因为脱水等原因导致种子死亡。”西双版纳热带植物园副研究员文平介绍，对于这类非常短命的种子植物而言，快速种子散布就显得非常迫切和重要。然而目前在种子散布研究领域，还普遍缺乏对散布速度重要性的认识和实证研究。

在西双版纳，研究人员发现，土沉香果实成熟时面临种子释放和种子失活的抉择困境。沉香成熟果实偏好在高温、强光和干燥的晴天午后进行果荚开裂以释放出内部的种子；然而一旦在这种环境下暴露，其种子极易脱水，8个小时后，种子完全丧失萌发活力。

“我们注意到，胡蜂为土沉香提供主要、快速、远距离和定向的种子散布服务，对幼苗更新意义重大。”西双版纳热带植物园动植物关系组博士生秦瑞敏说，胡蜂搬运种子的节律与土沉香果实开裂的节律保持了高度一致性；有一半的果实，开裂仅13分钟之后，就能够被胡蜂快速找到，之后可在1分钟将种子搬离；三种胡蜂共搬运96.3%的标记种子，且其将种子散布到最远400米以外。

原来，是土沉香果荚释放的高挥发性气味，快速“诱惑”了胡蜂。

在充满诱惑的开裂果荚气味中，竟包含17种对胡蜂具有电生理活性的挥发性成分，主要是分子量较小的短碳链的醛类、酮类、醇类和酸类成分；且其中电生理响应信号最强的5种气味成分的标准品配置成混合引诱剂，对胡蜂具有很强的野外引诱能力。同时，这些小分子的果荚气味均具有极高挥发性，确保了果实开裂后，很快引得胡蜂光顾。

胡蜂对土沉香种子的快速散布

基于此，研究人员认为，土沉香果荚气味模拟虫食损伤叶片的高挥发性气味，促进其与胡蜂快速种子散布关系的建成。

“土沉香虫食叶片与果荚气味的17种成分中，有14种对胡蜂具电生理活性的成分，高达82%，其中8种成分在胡蜂电生理活性测试中显示明显信号反应，且其中4种成分是已被证明具有野外胡蜂引诱能力的气味成分。”文平说，实验结果显然强烈支持了果荚吸引胡蜂进行快速种子散布的化学信号，属于其对虫食防御化学信号的重新利用。

至此，一种植物果实气味模拟虫食诱导叶片气味来吸引害虫天敌胡蜂，为植物快速散布种子的全新机制得以全面揭示。

“胡蜂介导的快速种子散布及其化学生态机制，很可能适用于整个沉香属植物。”秦瑞敏说，胡蜂快速散布，应该是沉香属植物在进化历史上保持非休眠短命种子特性的重要保障。这种种子快速散布的普遍性、相关机制及其在短命种子植物保护生物学中的应用，值得进一步研究。