花上蚂蚁：保护性蚂蚁对授粉的影响虽低，但却随花外蜜腺的位置和访花者的类型而变化

IF 5.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2025-06-18 DOI:10.1111/1365-2745.70087

Amanda Vieira da Silva, Anselmo Nogueira, Judith L. Bronstein, Pedro J. Rey, Laura Carolina Leal

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摘要

个体在其一生中经常参与多种类型的共生关系。在某些情况下，这些相互关系是同时发生的。在这种情况下，焦点个体的互惠结果可能会根据其他互惠伙伴的存在而发生变化（Afkhami et al., 2014）。结果可能各不相同，从协同的，增加焦点个体的适合度（Barillas et al., 2007）到对抗的，降低焦点个体的适合度到低于预期的水平，如果每个互惠共生在时间上分别发生（Ness, 2006）。拮抗效应是共生的生态代价之一。当来自不同互惠关系的伙伴对彼此产生负面影响时，或者当一个伙伴对另一个伙伴产生负面影响时，就会出现这种情况，从而损害了每个互惠关系对焦点个体的净效应(Frederickson et al., 2012；Strauss et al., 2002)。当同一资源同时提供给一个以上的互惠伙伴时，这种成本就存在了(例如，植物向固氮细菌和访问花外蜜腺的保护性昆虫提供碳水化合物；Godschalx et al., 2015)，或者当一个互惠伙伴排斥其他具有不同互惠回报的伙伴时(例如保护性蚂蚁排斥传粉者；Altshuler, 1999)。理论研究预测，自然选择将降低互惠共生的成本(福斯特&；Wenseleers, 2006)，一些实证研究表明，在当今的一些互惠关系中，这些成本可能很低或可以忽略不计(例如Ferreira et al., 2022；Jones et al., 2017)。然而，其他研究报告了个体与多个互惠主义者互动的高成本(例如Laird &amp；Addicott, 2007;LeVan et al., 2014；Rico-Gray,卡斯特罗,1996)。因此，量化这些成本并调查调节它们的因素是提高我们对互惠主义动态的理解的基本步骤。在保护蚁和携带花外蜜腺（efn）的植物之间的相互作用中，保护蚁被花外花蜜所吸引，这是一种由全球4000多种植物中存在的分泌结构产生的营养奖励(Keeler等人，2024；韦伯,基勒,2013)。一旦在植物上，它们通过消耗或排斥食草动物来减少食草性(Bronstein, 1998；Frederickson et al., 2012；Rosumek et al., 2009)。然而，在花外花蜜分泌与开花时间重叠的植物物种中，保护蚂蚁也可以排斥花的来访者。例如，蚂蚁可以通过对来访者的攻击性行为或仅仅是在附近来阻止传粉者（Villamil等人，2018a）。此外，即使蚂蚁不存在，一些游客也会避开鲜花，因为鲜花游客会在植物上发现蚂蚁信息素(Cembrowski等人，2014；Li等人，2014)。因此，蚂蚁对携带efn植物的保护服务的结果应取决于蚂蚁赋予的保护利益和它们对传粉性能的干扰程度。蚂蚁对植物传粉行为的干扰程度与环境有关。我们在此着重讨论可能在这种干扰中起作用的两个生态因素。首先，efn的空间位置可能决定了蚂蚁与传粉者相遇的可能性(Hoeksema &amp；布鲁纳,2015)。位于花序或花苞片上的花外蜜腺（以下简称生殖结构上的efn）在其发育过程中可以减少对生殖结构的食草性（Oliveira et al., 1999），而发育中的枝叶上的efn（以下简称营养结构上的efn）可以减少对植物营养部位的食草性（Rosumek et al., 2009）。营养结构上的花外蜜腺也可以减少生殖结构（如开放的花）上觅食蚂蚁的数量(Villamil et al., 2018b；瓦格纳,凯,2002)。在这种情况下，专门定位在植物营养部位的efn可以加强对脆弱营养结构的保护，同时通过减少蚂蚁对花的觅食来减少蚂蚁与传粉者之间的潜在冲突。相反，在生殖结构或生殖和营养结构上都有efn的植物(Keeler et al., 2024；韦伯,Keeler, 2013)可能会经历更频繁的反传粉者遭遇或传粉者躲避花。因此，我们预计蚂蚁对传粉的干扰程度相对较高的植物的EFNS在生殖比营养结构。其次，访花者的类型也可能是反传粉者结果的重要驱动因素。一些但不是所有的赏花者都能认出并避开蚂蚁觅食过的花朵(Miner &amp；威尔逊·兰金，2023；Rankin et al., 2018)。例如，蚂蚁的存在会大大减少蜜蜂访花的频率，但不会减少蝴蝶访花的频率(Santos &amp；Leal, 2019)，尽管两种花卉访问者都能认出蚂蚁(Cembrowski等人，2014；Sendoya et al., 2009)。因此，我们预计这种回避的程度取决于花卉游客的类型。在这里，我们使用了一种元分析方法来量化蚂蚁对具有efn的植物授粉的总体影响。此外，我们还探讨了efn在植物上的位置和访花者的类型如何驱动这种影响的程度，以及它们对携带efn的植物授粉相互作用的影响。我们假设：(1)蚂蚁的存在对访花模式和植物的繁殖性能都有负面影响；(2)与只对营养结构有efn的植物相比，对生殖结构有efn的植物的这种影响更高；(3)蚂蚁对访花的影响取决于访花者的类型。

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Ants on flowers: Protective ants impose a low but variable cost to pollination, moderated by location of extrafloral nectaries and type of flower visitor

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.