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果蝠偏好特定胡椒屬果實 揭辛辣味揮發物為共同演化關鍵

胡椒屬植物有辛辣氣味或者要多得蝙蝠。月初刊於《英國皇家學會報告 B》的研究指,視力差的果蝠透過嗅覺尋找胡椒屬植物,辛辣味愈濃烈的胡椒屬植物果實,愈能吸引果蝠進食後播種,有利植物繁衍。

即使在黑夜中,果蝠大腦中的嗅覺受體也能與飄散到空氣中的一系列特定氣味結合,讓牠們覓食附近的果實。在哥斯達黎加進行的實地調查指,產生成熟胡椒屬果實氣味的揮發性有機化合物 (VOC) 似乎與當地果蝠的嗅覺受體進行獨特調整。

為了解兩者關係,團隊收集 22 種胡椒屬植物並從中提取出 249 種 VOC 。團隊指,部份 VOC 在很多植物都很常見,比如形成肉桂或丁香辛辣氣味的化學物質,但有一些 VOC 則只有在少數植物物種中發現。

由於每一種植物都有自己獨特的香味,團隊仍然需要弄清楚各 VOC 混合出來的氣味是否為果蝠度身訂造。

果蝠特別喜愛某 3 種 VOC

團隊檢查當地三種果蝠的糞便時發現所有的果蝠都食用了大量胡椒屬植物的果實。而根據這些糞便樣本,團隊發現果蝠吃得最多的果實是會釋出罕見於植物的 2-庚醇 (2-Heptanol) ,以及另兩種常見於幾乎所有胡椒屬植物 VOC 蛇麻烯 (α-caryophyllene) 。

為進一步測試發現,團隊設計了實驗,讓野生果蝠在普通胡椒屬植物的未成熟果實和含大量上述三種 VOC 之一的未成熟果實之間選擇。結果顯示,果蝠會在覓食期間更可能嗅到有該 3 種 VOC 的胡椒屬果實並將之食用。

領導研究的華盛頓大學生物學家 Sharlene Santana 解釋,這些發現表明,果蝠利用特定化學物質覓食不僅是為了選擇成熟的果實,而且是為了尋找主要食用的指定胡椒屬植物物種;通過幫助與果蝠交流,這些化學訊號很可能是這些胡椒屬植物可在熱帶地區擴散的一個主要原因。

蝙蝠是熱帶和沙漠環境中的重要植物傳播者:當牠們吃完果實後再飛到其他地方時會將種子排洩,散播植物的基因並增加各地區的物種多樣性。

首證胡椒屬果實氣味與果蝠飲食有關

類似於某些花的顏色被認為是演化出來吸引蜂鳥,此前有學者假設某些果實的氣味可能出現適應性演化來吸引蝙蝠,但是次研究則首次測試果實和蝙蝠是否真的共同演化。

新數據強烈表明,胡椒屬果實的氣味物質與果蝠的飲食確實存在關聯,而這種關係促成了「全球熱帶果樹的極端多樣性」。

團隊呼籲進一步研究,以更了解果蝠如何感知 VOC ,以及牠們的氣味喜好多大程度上是後天習得。

來源:
Science Alert, Peppers' Spicy Scents Coevolved With Certain Bats to Make Sure Both Survived, 15 August 2021

報告:
Santana, S.E., Kaliszewska, Z.A., Leiser-Miller, L.B. & et al. (2021). Fruit odorants mediate co-specialization in a multispecies plant–animal mutualism. Proc. R. Soc. B. 288 20210312. doi: 10.1098/rspb.2021.0312

文/Alan Chiu

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