將它的喙浸入花朵的甜蜜花蜜中，蜂鳥(niǎo)所做的不僅僅是吃飯 - 它有助于微生物群落，可能決定花朵的命運(yùn)。認(rèn)識(shí)到這種短暫的相互作用可能對(duì)作物成功和傳粉媒介物種的健康產(chǎn)生重大影響，由斯坦福大學(xué)生物學(xué)副教授Tadashi Fukami領(lǐng)導(dǎo)的研究小組近十年來(lái)研究了傳粉媒介，微生物和植物之間的關(guān)系。

“授粉是人們重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，”Fukami說(shuō)。“微生物可能是我們必須考慮的缺失部分之一，以便更多地了解授粉，以及我們可以做些什么來(lái)提高效率。”

當(dāng)Fukami于2008年來(lái)到斯坦福大學(xué)時(shí)，他的任務(wù)是開(kāi)發(fā)一個(gè)新的野外生物學(xué)課程，該課程適合該系專門(mén)研究酵母的其他課程。為了將他對(duì)生態(tài)社區(qū)的研究與他的教學(xué)結(jié)合起來(lái)，F(xiàn)ukami向工作人員科學(xué)家Nona Chiariello詢問(wèn)，該大學(xué)占地1,198英畝的Jasper Ridge生物保護(hù)區(qū)可能存在酵母，她建議開(kāi)花。

鑒于這個(gè)想法，F(xiàn)ukami選擇研究粘性猴子花。這些充滿活力的黃色花朵在當(dāng)?shù)貍鞣壅?如蜜蜂和蜂鳥(niǎo))中很受歡迎，并且需要授粉才能生產(chǎn)種子。但是，每次訪問(wèn)，傳粉者還會(huì)將不同的微生物(如酵母)引入花朵最初的無(wú)菌花蜜中。由此產(chǎn)生的微生物群落的化學(xué)組成影響傳粉者是否繼續(xù)訪問(wèn)花朵，因此影響花朵的繁殖機(jī)會(huì)。

經(jīng)過(guò)兩年的新野外課程測(cè)試，由Fukami領(lǐng)導(dǎo)的生物講師團(tuán)隊(duì)開(kāi)始將100多名學(xué)生帶到Jasper Ridge，在那里他們與實(shí)驗(yàn)室工作一起進(jìn)行實(shí)地研究。2013年3月，他獲得了本課程的探究式教學(xué)科學(xué)獎(jiǎng)。

現(xiàn)在，F(xiàn)ukami實(shí)驗(yàn)室榮獲國(guó)家科學(xué)基金會(huì)頒發(fā)的2017年度生物多樣性獎(jiǎng)，以支持進(jìn)一步研究與生物多樣性三個(gè)維度相關(guān)的花蜜微生物群落：功能，遺傳和系統(tǒng)發(fā)育。

假花和競(jìng)爭(zhēng)的微生物

Fukami和他的實(shí)驗(yàn)室成員及他的學(xué)生，多年來(lái)已經(jīng)設(shè)計(jì)了許多方法來(lái)研究猴子花的微生物群落。為了從中獲取微生物樣本，他們喂養(yǎng)蜂鳥(niǎo)糖水，并在其他研究中，用動(dòng)作激活的相機(jī)捕獲傳粉者對(duì)花的訪問(wèn)。他們甚至創(chuàng)造了人造猴子花，這使他們可以嘗試定制的花蜜。

在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)限制哪些傳粉媒介可以獲取花朵，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)微生物進(jìn)入花蜜的順序似乎極大地影響了微生物群落的進(jìn)展。

“在有很多移民活動(dòng)的鮮花中，你可以看到每個(gè)社區(qū)都有不同的社區(qū)，這取決于微生物移民的到達(dá)順序，”Fukami說(shuō)。

例如，該小組發(fā)現(xiàn)含有酵母的酵母似乎拒絕引入細(xì)菌，反之亦然。這是一個(gè)特別重要的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檠芯咳藛T還表明，如果花粉中含有細(xì)菌，傳粉者往往會(huì)避免使用花蜜。

基于這些發(fā)現(xiàn)，該團(tuán)隊(duì)還能夠預(yù)測(cè)微生物和溫度的進(jìn)化相關(guān)性如何影響哪些微生物將進(jìn)入花的花蜜?，F(xiàn)在，研究人員正在開(kāi)發(fā)數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)氣候變化可能對(duì)傳粉媒介，微生物和植物及其相互作用產(chǎn)生的影響。這些模型對(duì)依賴傳粉媒介的作物非常重要，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭A(yù)測(cè)這些植物，它們的微生物群落和傳粉媒介如何應(yīng)對(duì)不同的氣候變化情景。

仔細(xì)看看

生物多樣性獎(jiǎng)的維度將幫助Fukami和他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行三個(gè)相關(guān)的研究。他們將研究微生物如何影響花卉產(chǎn)生種子的能力，花蜜中細(xì)菌物種之間的進(jìn)化關(guān)系是否可以幫助我們預(yù)測(cè)它們的影響以及酵母的不同遺傳變異對(duì)花蜜化學(xué)的影響。

Fukami也期待著另一年的實(shí)地工作課程，這將繼續(xù)為這項(xiàng)研究做出貢獻(xiàn)。

“我們對(duì)如何將教學(xué)和研究結(jié)合起來(lái)感到非常滿意，”Fukami說(shuō)。“我們多年來(lái)一直這樣做，但我仍然對(duì)它感到興奮。”