CÁC TÁC NHÂN THỤ PHẤN: CÁC LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG, TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC

Các tác nhân thụ phấn là tác nhân sinh học chịu trách nhiệm sinh sản hữu tính của thực vật, chúng cần vận chuyển và trao đổi phấn hoa giữa các cấu trúc hoa đực và hoa cái của chúng. Hầu hết thực vật hạt kín phụ thuộc vào động vật có xương sống hoặc không xương sống để thụ phấn.

Thực vật có thể được thụ phấn nhờ các tác nhân sinh học hoặc phi sinh học. Các tác nhân phi sinh học không thiết lập mối quan hệ với thực vật và có thể là gió hoặc nước. Mặt khác, trong thụ phấn sinh học, sinh vật thứ hai tham gia, sinh vật thụ phấn, thường xuyên đến thăm hoa và thiết lập tương tác giữa hoa thụ phấn.

Ong thăm hoa (Nguồn: pixabay.com/)

Mối quan hệ giữa hoa và vật thụ phấn là tương hỗ, vì thường có một số loại chất dẫn dụ (mùi và màu) hoặc phần thưởng trực tiếp (mật hoa và phấn hoa) cho loài thụ phấn, trong khi hoa sử dụng động vật để vận chuyển phấn hoa và sinh sản. .

Hầu hết các loài thụ phấn là những loài "tổng quát hóa" đến thăm nhiều loài thực vật khác nhau. Tuy nhiên, một số có sở thích dành riêng cho các loài thực vật cụ thể và chúng được gọi là "chuyên gia". Những cây mà các chuyên gia này đến thăm có sự thích nghi phức tạp và cụ thể để tương tác với loài thụ phấn của chúng.

Các loại sinh vật thụ phấn khác nhau gây ra sự khác biệt trong các tính trạng hoa bao gồm hình thái, mùi và màu sắc, kích thước, phần thưởng, hình thái học, trong số những loại khác. Mỗi đặc điểm được lựa chọn một cách hiệu quả cho nhu cầu thưởng của các nhóm thụ phấn cụ thể.

Rudolf Jakob Camerarius là người đầu tiên quan sát sự thụ phấn ở hoa lưỡng tính vào năm 1694. Tuy nhiên, Dobbs và Müller lần lượt vào năm 1750 và 1751, người đã trình bày chi tiết về sự thụ phấn chéo và tầm quan trọng của các loài động vật như côn trùng trong việc vận chuyển phấn hoa. , đặt ra thuật ngữ "thụ phấn".

Các loại và đặc điểm của chúng

Hiện nay, bốn loại động vật thụ phấn sinh học được biết đến: côn trùng, chim, động vật có vú và một loài bò sát.

-Nấm

Đối với côn trùng, hoa là cấu trúc có khả năng đáp ứng một phần lớn nhu cầu dinh dưỡng của chúng, thu được phần lớn năng lượng cần thiết từ carbohydrate trong mật hoa hoặc phấn hoa.

Con bọ cánh cứng

Bọ cánh cứng là nhóm côn trùng ít chuyên biệt nhất trong việc thụ phấn và thường thiết lập mối quan hệ với hoa từ các khu vực nhiệt đới. Những loài côn trùng này chỉ có thể hút mật hoa và phấn hoa từ những bông hoa phẳng, hở vì chúng không có cấu trúc miệng chuyên biệt.

Bọ cánh cứng ăn hoa có cơ thể được bao phủ bởi lông và vảy rất hữu ích để bám vào các hạt phấn. Các loài thực vật thuộc chi Magnolia được nhiều loài bọ cánh cứng ghé thăm.

Ruồi

Ruồi hoặc bọ nhị trùng là những loài thụ phấn chuyên biệt hơn bọ cánh cứng: nhờ kích thước nhỏ, chúng có thể đi tới bên trong hoa của hầu hết các loài và vì chúng có bộ hàm chuyên biệt nên chúng có thể dễ dàng ăn mật hoa.

Những loài côn trùng này chịu trách nhiệm cho sự thụ phấn của các loài thực vật phát triển mạnh trong điều kiện bất lợi.

Loài thực vật có hoa lớn nhất thế giới, Amorphophallus titanum, được gọi là "hoa xác chết", thường được thụ phấn bởi những con ruồi bị thu hút bởi mùi hôi phát ra từ hoa.

Hymenoptera

Ong trên Hoa Hướng Dương (Nguồn: pix.com/)

Hymenopterans là một trong những loài thụ phấn tiến hóa nhất, chuyên biệt và quan trọng nhất về mặt kinh tế. Nhóm này bao gồm ong bắp cày, kiến và ong.

Ong bắp cày

Ong bắp cày có vòng đời đa dạng nhất và có cơ chế thụ phấn rất giống với ruồi. Họ không có chuyên môn sâu về răng miệng, vì vậy họ chỉ có thể tiếp cận những bông hoa cởi mở nhất.

Ong bắp cày, giống như ruồi, tìm kiếm mật hoa và phấn hoa như một phần của chế độ ăn uống của chúng, nhưng chúng không chuyên biệt như ong và chỉ nhận ra một màu và mùi ở hoa. Những con côn trùng này có xã hội phức tạp: chúng mang thức ăn cho con non, chúng có thể liếm hàm sau khi ăn mật hoa.

Ở các vùng nhiệt đới, người ta đã cảnh báo các loài lan thụ phấn như Celosía argentea, tuy nhiên, không có loài thực vật nào được tìm thấy cho đến nay chỉ được thụ phấn bởi ong bắp cày.

Con kiến

Kiến thăm một bông hoa (Nguồn: pixabay.com/)

Kiến chủ yếu quan tâm đến đường trong hoa, trong hoa hoặc mật hoa. Mặc dù vậy, chúng rất nhỏ nên chúng có thể ra vào hoa mà không cần chạm vào bao phấn hay đầu nhụy, và phần thân cứng, có sáp của chúng dường như không bám dính một lượng phấn đáng kể để nói về tác nhân thụ phấn.

Kiến được coi là kẻ ăn cắp mật hoa hơn là kẻ thụ phấn, vì vậy thực vật đã phát triển vô số cơ chế để ngăn cản sự tiếp cận của chúng với hoa.

Kiến chủ yếu liên quan đến sự thụ phấn của thực vật ở các vùng sa mạc, một ví dụ là việc ghé thăm những bông hoa Polycarpon mọng nước để liếm mật hoa của chúng, chúng cũng mang theo phấn hoa.

Những con ong

Ong là nhóm côn trùng thích nghi tốt nhất với quá trình thụ phấn. Những loài động vật như vậy có rất nhiều hành vi, từ đơn giản nhất (như ký sinh hoặc ong đơn độc) đến phức tạp nhất với các xã hội có cấu trúc và thứ bậc cao.

Cuộc sống của ong được định hướng theo chức năng của chúng là thụ phấn, bằng chứng về điều này là các đặc điểm chức năng và hình thái của chúng để tìm và thu thập mật hoa và phấn hoa. Chúng có khứu giác tuyệt vời, giúp chúng phân biệt được các loài hoa mà chúng thường gặp.

Chúng có thể tạo ra các dấu vết mùi hương trên một bông hoa để chỉ đường từ tổ ong đến những con ong khác; những vết này có thể thay đổi từ 1 đến 20 mét tùy thuộc vào loài.

Ngoài ra, chúng có các chiến lược "giao tiếp" tương tự như một điệu nhảy ngoằn ngoèo, chúng sử dụng để chỉ cho những con ong khác trong tổ biết vị trí của một bông hoa, hàm lượng dinh dưỡng, hướng và khoảng cách của nó.

Ong rất nhạy cảm với tính thời vụ, vì hầu hết chúng sử dụng ánh nắng mặt trời để duy trì sự định hướng của chúng.

Lepidoptera

Bướm Monarch đến thăm một bông hoa (Nguồn: pixabay.com/)

Lepidoptera bao gồm cả bướm đêm và bướm, chúng được phân biệt bởi sự khác biệt về hành vi hơn là về hình thái. Bướm có thói quen sống ban ngày trong khi bướm đêm có thói quen ăn tối hoặc chạng vạng.

Các loài cơ bản nhất có hàm để nhai phấn hoa, trong khi những loài tiến hóa hơn chỉ có một ống hút dài và mỏng. Hầu hết các loài bướm đều ăn phấn hoa chiết xuất từ hoa bằng miệng hình ống hút hoặc bộ máy vòi của chúng.

Sự thu hút khứu giác đóng một vai trò quan trọng đối với những bông hoa thụ phấn cho bướm đêm, chúng tràn ngập bầu không khí đêm nhiệt đới với hương thơm choáng ngợp mà loài bướm đêm có thể nhận ra.

Các loài mà Lepidoptera này đến thăm thường có nút đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm để cho phép sự xâm nhập của các loài thụ phấn.

-Động vật có xương sống

Các loài thụ phấn có xương sống có tầm quan trọng lớn ở lục địa Châu Phi và Châu Mỹ. Chúng là động vật lớn hơn nhiều so với côn trùng, nói chung máu nóng và có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau.

Những loài thụ phấn này cần một lượng lớn các chất như protein, carbohydrate và chất béo có hàm lượng calo cao, vì vậy nhu cầu dinh dưỡng thường được bao phủ bởi một nguồn thức ăn khác.

Có rất ít trường hợp chim và dơi ăn phấn hoa để đáp ứng đầy đủ nhu cầu protein của chúng.

Chim ruồi, chim ruồi và thậm chí cả chim gõ kiến nhiệt đới có đầu lưỡi với các tua chuyên biệt cao trong việc thu thập mật hoa và phấn hoa, vì vậy người ta phỏng đoán rằng có lẽ những cấu trúc chuyên biệt này và cấu trúc hoa có thể đã cùng tiến hóa.

Chim ruồi

Hummingbird (Nguồn: pixabay.com/)

Chim ruồi là loài chim chính có đặc tính thụ phấn. Chúng có cơ thể nhỏ và trao đổi chất cực kỳ tích cực, đó là lý do tại sao chúng có thể thực hiện nhiều chuyến tham quan trên những cánh đồng hoa rộng lớn để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cao của chúng.

Chim ruồi là loài chim lãnh thổ có khả năng bảo vệ quyết liệt những bông hoa có hàm lượng mật hoa cao, đặc biệt là trong mùa sinh sản.

Những bông hoa được chim ruồi ưa thích là những loài hoa rủ xuống, để lộ các cơ quan của chúng ra không gian trống và có một lượng lớn mật hoa bên trong hoa. Một ví dụ về những bông hoa này là những bông hoa thuộc giống Heliconia.

Dơi

Hình ảnh qua naturalista.mx

Giống như chim, dơi có bề mặt nhám với khả năng vận chuyển phấn hoa rất lớn. Những con vật này di chuyển nhanh chóng và di chuyển khoảng cách xa khi chúng đi kiếm ăn. Người ta đã tìm thấy phấn hoa trong phân dơi từ những cây cách xa hơn 30 km.

Những con dơi chuyên ăn phấn hoa hoặc mật hoa có đôi mắt rất lớn, khứu giác quan trọng hơn bình thường (vách ngăn) và bộ máy sonar kém phát triển hơn.

Một số có khả năng bay lơ lửng hoặc duy trì chuyến bay trong khi tiêu thụ phấn hoa từ hoa, một đặc điểm tương tự như chim ruồi.

Hầu hết các loài dơi ở lục địa Mỹ, giống như các loài thuộc giống Leptonycteris, đáp ứng tất cả nhu cầu protein của chúng từ phấn hoa, điều này là đủ cả về số lượng và chất lượng calo.

Tầm quan trọng

Mối quan hệ giữa thực vật và thụ phấn là một trong những kiểu tương tác quan trọng nhất giữa động thực vật trong tự nhiên. Thực vật không thể tạo ra hạt và sinh sản nếu không có các loài thụ phấn, và nếu không có thực vật, các loài thụ phấn không thể ăn mật hoa, vì vậy cả quần thể động vật và thực vật sẽ biến mất nếu không có sự tương tác này.

Thụ phấn sinh học là yếu tố chính của đa dạng sinh học ở hầu hết các nhóm thực vật và thậm chí cả động vật, và là một dịch vụ hệ sinh thái quan trọng đối với con người, vì một phần lớn việc tiêu thụ ngũ cốc phụ thuộc vào sự thụ phấn sinh học của các giống cây trồng .

Thụ phấn sinh học là điều cần thiết đối với hầu hết các loài thực vật hoang dã, chúng cũng cung cấp thức ăn và chất dinh dưỡng cho nhiều sinh vật khác mà con người phụ thuộc vào.

Sự suy giảm các quần thể thụ phấn sẽ tự động có nghĩa là sự suy giảm nghiêm trọng của các loài thực vật có sự sinh sản phụ thuộc vào chúng.

Ong Apis mellifera là một trong những loài thụ phấn có giá trị kinh tế nhất đối với các loại cây trồng độc canh ngũ cốc trên toàn thế giới, cũng rất quan trọng đối với cà phê, trái cây và các loại cây lấy hạt khác.

Người giới thiệu

Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). Các nguyên tắc của sinh thái thụ phấn (xuất bản lần thứ 3). Pergamon Press.
Rosas-Guerrero, V., Aguilar, R., Martén-Rodríguez, S., Ashworth, L., Lopezaraiza-Mikel, M., Bastida, JM, & Quesada, M. (2014). Nhận xét định lượng về hội chứng thụ phấn: Các tính trạng của hoa có dự đoán các tác nhân thụ phấn hiệu quả không? Ecology Letters, 17 (3), 388–400.
Feilhauer, H., Doktor, D., Schmidtlein, S., & Skidmore, AK (2016). Lập bản đồ các kiểu thụ phấn bằng viễn thám. Tạp chí Khoa học Thực vật, 27 (5), 999-1011.
Vizentin-Bugoni, J., Maruyama, PK, de Souza, CS, Ollerton, J., Rech, AR, & Sazima, M. (2018). Mạng lưới sinh vật thụ phấn thực vật ở vùng nhiệt đới: Đánh giá. Trong W. Dátilado & V. Rico-Grey (Eds.), Mạng lưới sinh thái ở vùng nhiệt đới (trang 73–91). Nhà xuất bản Quốc tế Springer.
Ulfa, AM, Purnama, RC và Wulandari, Y. (2018). Trồng vườn để hỗ trợ côn trùng thụ phấn. Sinh học Bảo tồn, 1 (3), 169–174.
Nicholls, CI, & Altieri, MA (2013). Đa dạng sinh học thực vật giúp tăng cường ong và các loài côn trùng thụ phấn khác trong các hệ thống nông nghiệp. Đánh giá. Nông học vì sự phát triển bền vững, 33 (2), 257–274.
IPBES. (2017). Báo cáo đánh giá của Chính sách-Khoa học liên Chính phủ. Nền tảng của Đa dạng sinh học và Dịch vụ Hệ sinh thái về các loài thụ phấn, thụ phấn và sản xuất thực phẩm. (SG Potts, VL Imperatriz-Fonseca, & HT Ngo, Eds.), Nền tảng chính sách-khoa học liên chính phủ về các dịch vụ đa dạng sinh học và hệ sinh thái (IPBES).
Frankel, R., & Galun, E. (1977). Cơ chế thụ phấn, sinh sản và tạo giống cây trồng (Tập 2).
Ollerton, J., Winfree, R., & Tarrant, S. (2011). Có bao nhiêu loài thực vật có hoa được thụ phấn bởi động vật? Oikos, 120 (3), 321–326
Garibaldi, LA, Steffan-dewenter, I., Winfree, R., Aizen, MA, Bommarco, R., Cunningham, SA, Carvalheiro, LG (2013). Động vật thụ phấn hoang dã Tăng cường bộ cây ăn trái bất kể sự dồi dào của ong mật. Science, 339 (tháng 5), 1608–1611.
Kearns, CA và Inouye, DW (1997). Thực vật, Sinh học Bảo tồn Hoa và Nhiều điều còn phải học về các loài thụ phấn và thực vật. Sinh học Bảo tồn, 47 (5), 297–307.
Klein, AM, Vaissière, BE, Cane, JH, Steffan-Dewenter, I., Cunningham, SA, Kremen, C., & Tscharntke, T. (2007). Tầm quan trọng của các loài thụ phấn trong việc thay đổi cảnh quan cho các loại cây trồng trên thế giới. Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia B: Khoa học Sinh học, 274 (1608), 303–313.

CÁC TÁC NHÂN THỤ PHẤN: CÁC LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG, TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC - 2026