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于玉龍，陳高 中國科學院昆明植物研究所

種子傳播是植物繁殖和生態(tài)系統(tǒng)功能維持的核心環(huán)節(jié)。目前，動物介導的種子傳播研究大多聚焦于脊椎動物，而無脊椎動物傳播除蟻播（myrmecochory）外研究甚少，其他類群的傳播作用常缺乏關(guān)注。雙翅目昆蟲（蠅類）雖種類繁多、分布廣泛，卻從未被證實為種子的傳播者。其中，具有盜寄生習性（kleptoparasitism）的孟蠅屬（Bengalia）蒼蠅，以搶劫螞蟻搬運的食物及后代為生（圖1）。鑒于其與蟻播植物的分布廣泛重疊，孟蠅很可能與傳播種子的螞蟻發(fā)生相互作用進而介導二次傳播，但這一假說尚未被驗證。

中國科學院昆明植物研究所陳高研究團隊經(jīng)過長期的野外觀察和為期多年的生物測定，首次證實蒼蠅可作為有效的種子傳播者。研究發(fā)現(xiàn)孟蠅（Bengalia varicolor）會主動搶劫螞蟻搬運的種子，建立了一種全新的種子傳播互惠關(guān)系（圖2）。具體機制為：孟蠅被搬運種子的螞蟻吸引，從高處觀察后俯沖攔截，利用前足抓牢種子并通過反復起飛抖掉會影響其行為的螞蟻；隨后取食種子上的附屬物（油質(zhì)體），最終將種子丟棄（圖3）。被丟棄的種子常由其他螞蟻重新發(fā)現(xiàn)并再次傳播，該過程揭示了動植物互作的復雜生態(tài)關(guān)系。

為量化孟蠅對蟻播過程的影響，研究團隊設(shè)計了系統(tǒng)的實驗（比較有/無孟蠅參與時的種子散布格局），并探究了孟蠅與種子大小的匹配效應（大/小孟蠅 vs. 大/小種子）。實驗選用云南百部（Stemona mairei，大種子）和小檗裸實（Gymnosporia berberoides，小種子）共2580粒種子，設(shè)置172組試驗處理。研究結(jié)果表明：（1）蒼蠅參與顯著增加了傳播距離：孟蠅的存在使種子平均散布距離顯著增加（β = 0.30, P < 0.001）。（2）優(yōu)化了傳播格局：孟蠅顯著提升了種子到達次級螞蟻巢穴（距離更遠）的數(shù)量和概率，尤其是在大孟蠅-大/小種子組合中效果顯著。（3）是一種新型協(xié)同傳播機制：獨特的“接力式”傳播模式——螞蟻初始散布種子，孟蠅搶劫并再次分散（二次傳播）后，螞蟻重新搬運并完成后續(xù)傳播（可形成多達7次的交替循環(huán)）。這種孟蠅與螞蟻的接力傳播（可視為雙重傳播diplochory的一種新形式）顯著擴展了種子的傳播距離、范圍和可利用的微生境（圖3）。

該研究揭示了基于孟蠅盜寄生行為的特殊種子傳播機制，即依賴于螞蟻初始搬運，并常引發(fā)其他蟻群螞蟻的接續(xù)傳播。同時發(fā)現(xiàn)孟蠅具有傳播種子的普遍行為（包括百部科、衛(wèi)矛科、大戟科、藜蘆科、罌粟科、遠志科等），且它的地理分布與蟻播植物存在廣泛重疊（圖4）。該研究為蠅類與植物的相互作用增添了新的維度——種子傳播，區(qū)別于傳統(tǒng)的訪花、傳粉、植食或寄生關(guān)系。盜寄生孟蠅通過竊聽螞蟻的示蹤素、招募素及警戒素進而介導種子傳播的識別機制及互作過程中的能量流還在進一步研究中。

上述研究成果以Seed dispersal by kleptoparasitic flies為題，發(fā)表于Cell出版社的知名期刊Current Biology。中國科學院昆明植物研究所博士后于玉龍和英國杜倫大學Guillaume Chomicki教授為論文共同第一作者，陳高研究員為通訊作者。研究得到了國家自然科學基金（32371564）、云南省基礎(chǔ)研究計劃重點項目（202301AS070001）等項目的支持。

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圖1孟蠅搶劫螞蟻搬運的食物或后代：螞蟻幼蟲和蛹（A & B），白蟻（C），面包屑（D），鱗翅目、直翅目、雙翅目和鞘翅目昆蟲（E-I）

圖2孟蠅搶劫螞蟻搬運的云南百部的種子

圖3孟蠅搶劫搬運種子的螞蟻的過程（A-I）及有無孟蠅存在下，種子傳播距離的比較（J）、散布的蟻巢數(shù)和進入各蟻巢種子數(shù)的綜合比較（K-N）

圖4孟蠅傳播不同植物類群的種子：遠志科（A & F）、百部科（B & D）、衛(wèi)矛科（C）和罌粟科（E）

文：于玉龍，陳高