昆虫和植物协同进化共49页文档
植物与昆虫的共生关系
植物与昆虫的共生关系植物与昆虫是生态系统中重要的组成部分，它们之间存在着一种特殊的关系，称为共生关系。
共生关系是指生物种群之间相互依存、互利共生的关系。
在植物与昆虫的共生关系中，它们相互影响、相互合作，共同促进彼此的生存和繁衍。
一、花与昆虫的共生关系花与昆虫之间的共生关系是最为明显和常见的。
对于植物而言，花是吸引昆虫传播花粉的重要器官。
而对于昆虫而言，花提供了丰富的花蜜作为食物。
花的结构和颜色吸引昆虫靠近，昆虫在采食的同时会将植物的花粉粘在身上，然后在另一朵花上传播花粉，从而使植物繁殖。
二、植物的防御与昆虫的适应植物与昆虫之间的共生关系并不仅限于传粉。
有些植物可以通过改变自身的生理和化学性质来防御害虫，而有些昆虫则通过相应的适应机制来克服植物的防御。
例如，一些植物会产生具有剧毒或刺激性的化学物质，以防止昆虫的攻击。
而某些昆虫则进化出了相应的酶系统，能够分解植物毒素，从而适应并利用这些植物为食。
三、昆虫的营地保护与植物的提供昆虫在植物上寻找食物、繁殖和栖息。
某些昆虫通过在植物的叶片上产卵，使得孵化的幼虫能够以叶片为食物，同时对幼虫来说，植物提供了一个相对安全的栖息地。
植物还提供了昆虫所需的养分，使其能够顺利地生长和发育。
而昆虫在取食植物的过程中，也会对植物进行一定程度的保护，预防其他植食性昆虫的侵害。
四、昆虫病原与植物的抗病能力有些昆虫可以充当植物病原的媒介，而植物则通过一定的机制来抵御昆虫的病原传播。
植物通过产生抗病物质、启动免疫系统等方式来抵御昆虫的病原侵袭。
而昆虫在植物上繁殖过程中，也会受到植物的免疫系统的抵抗，从而减少昆虫种群的蔓延。
总结：植物与昆虫之间的共生关系是一种相互依存、互利共生的关系。
植物通过花朵吸引昆虫传粉，昆虫则为植物繁殖提供帮助。
同时，植物的防御机制也促使昆虫适应和克服，实现共生。
昆虫在植物上寻找食物、繁殖和栖息，而植物则提供给昆虫营养和栖息条件。
昆虫还可以充当植物病原的媒介，而植物则通过抗病机制来抵御昆虫的病原侵袭。
动植物协同进化
榕树与其传粉榕小蜂互惠共生关系是昆虫与植物相互作用中关系最为密切、最具典型的传粉共生系统之一。
对这个互惠系统的研究既是植物学、生态学和生物学等研究中的热点，也是揭示植物与昆虫进化的关键课题。
在榕果内除了传粉榕小蜂外，还寄生着许多非传粉榕小蜂。
绝大多数的非传粉榕小蜂在榕果外产卵，只有极少数隶属于Sycoecinae、Sycophaginae和Otitesellinae亚科内的榕小蜂能够通过榕果的顶生苞片进入到果腔内产卵。
本文以进入果腔的非传粉榕小蜂及其寄主榕树作为研究对象，比较研究Diaziella和Lipothymus属榕小蜂在由Eupristina属榕小蜂传粉的榕树里的发生情况，不仅比较了自然种群间的关系，还增加了控制性放蜂试验来研究Eupristina、Diaziella和Lipothymus三个属榕小蜂各自的繁殖特性及其与寄主之间的作用模式，并且进一步研究了Diaziello和Lipothymus属榕小蜂由寄生演化为互惠的机制。
研究的结果为探寻榕—蜂互惠关系的起源，了解其协同进化的机制提供了科学依据。
主要的研究结果如下：1.通过对由Eupristina属榕小蜂传粉的10种榕树的调查，发现钝叶榕Ficus curtipes和大叶水榕Ficus glaberrima寄生有进入果腔产卵的金小蜂。
钝叶榕是被动传粉类型，大叶水榕、高榕、垂叶榕、劲直榕、细榕、疣枝榕、毛枕果榕和Ficus sp.的是主动传粉类型。
在大青树Ficus hookeriana的榕果中，花药与胚珠比高(0.56)，但是它的传粉榕小蜂有健全的花粉筐和花粉刷结构，大青树的传粉模式不确定。
进入果腔产卵的金小蜂在主动和被动传粉类型的榕树中都有发生。
2.进入果腔产卵的金小蜂和传粉榕小蜂在同一时间进入榕果产卵，而且主动寻找进过传粉榕小蜂的榕果进入果腔产卵。
进入果腔产卵的金小蜂在被动传粉的钝叶榕中，能够为其寄主传粉。
杨氏榕树金小蜂Diaziella yangi、Lipothymus sp.和钝叶榕传粉榕小蜂的传粉效率均随着放入雌蜂数量的增加而增加，两种金小蜂的传粉效率有时比钝叶榕传粉榕小蜂的传粉效率还高。
昆虫和植物协同进化专题培训课件
• 如番茄和马铃薯, 在其不受损伤时 蛋白酶抑制素含量很低， 当昆虫取食后, 植物体内迅速诱导合成这种物质。
（2）诱导性防御
• 植物是如何感知昆虫的危害并主动地启动诱导防御系统？ • 当昆虫取食时——植物组织细胞被破坏——细胞壁果胶碎片
被水解酶分解为寡聚的半乳糖醛酸片段——激活伤口周围组 织的蛋白酶抑制素基因。与此同时, 内源产生一种“systemin ”的多肽运输于整个植株——激活远离伤口组织的蛋白酶抑制 素基因。从而导致新的大量抑制素mRNA被转录, 并以mRNA 为模板合成抑制素原体。原体经修饰成为蛋白酶抑制素, 贮存 在叶细胞的中央液泡内, 与胞质隔离, 用来阻止昆虫的进一步 侵害。
• 油菜的蜜腺位于花托上,花萼和花瓣把蜜腺围合在花较深的部 位。因此, 只适宜于较长口器的蜜蜂和蝶类取食花蜜。
2.4 化学信息
虫媒植物吸引传粉昆虫，除花的颜色外，花的气味也发挥了 非常重要的作用。
举例：花挥发性化合物对蝴蝶觅食的引诱 • （1）选择合适的挥发性物质： • （2）实验方法：
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非一对一关系产生原因——宿主转移
• 宿主转移是指一种榕属植物的传粉小蜂在另一榕 属植物上定居, 与原来小蜂种群之间逐渐隔离、分 化, 形成新的物种, 这样在后一榕属植物内即有两 种亲缘关系较远的传粉小蜂共存。
小蜂的转移还可能伴随： • 原有宿主的暂时消失,导致多个传粉小蜂共存于同一种榕树； • 定居小蜂对原有传粉小蜂的排挤,导致两种榕共享传粉小蜂。
协同进化昆虫与植物PPT课件
膜翅目昆虫的伪交配现象
兰花有60 %是由蜜蜂授粉的，最特殊的是, 约有1/3 的兰花种类并不产蜜, 而是产生 一种类似针尾蜂属的雌性信息素挥发性成 分,以吸引雄蜂, 花的形状很像雌蜂, 并有 毛茸, 漫游的雄蜂便停在花上产生交配的 动作，这种行为称为伪交配。
这时花粉块附着于蜂体, 蜂带着花粉块飞 到另一花时, 便与此花的柱头相遇而传授 花粉。
为同一种榕树传粉的几种小蜂是否具有较近的亲 缘关系？
一种传粉小蜂能够为几种榕树传粉，这些榕树是 否具有虫丝兰蛾， 就和丝兰之间有着一种特殊而又有趣的互利 关系。
丝兰
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丝兰蛾是一种夜行性昆虫，丝兰开放后，丝兰蛾 先在一朵丝兰花上收集花粉，再把花粉卷成一个 球，藏在颚下。然后飞到另一朵花的雌蕊上，将 细细的管状产卵器插入雌蕊的子房产几粒卵，然 后再给丝兰授粉。丝兰蛾用嘴把花粉推入柱头的 开口， 让花粉接触子房使其受精。幼虫在子房内 孵化时，丝兰种子也成熟了， 幼虫便以种子为食， 但只吃掉种子的一部分。 幼虫长大后，从种子壳 中钻出，钻入地下作茧越冬。那些没被吃完的丝 兰种子也掉到地上， 不久就会长出一株新丝兰。
所以，没有丝兰，丝兰蛾便不能生存；同样，没 有丝兰蛾，丝兰也不能繁殖。
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金合欢属植物的叶端部瘤突的甜蜜分泌物可以 引诱小群体的蚂蚁在其大而中空的刺中做巢， 蚂 蚁也为了获得甜蜜的分泌物而赶跑食植昆虫， 给 植物提供了保护。 如果从植物上 将蚂蚁移走， 这些植物便会 遭受食植昆虫 的损害。
金合欢属
相互性：两个物种的特征都是进化的。 同时性：两个物种的特征必须同时进化。
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然而自然界中极少存在一对一协同进化的 物种关系, 只有寡食性甚至单食性的种类 才有可能通过共生、寄生、共栖、竞争等 形式与其寄主产生成对的协同进化, 所以 各国学者对协同进化的研究普遍倾向于扩 散的协同进化(diffuse coevolution).
协同进化——昆虫与植物的关系
参考文献：
李典谟，周立阳 协同进化—昆虫与植物 的关系 昆虫知识 1997 34-1 生物与环境的协同进化/ 徐桂荣, 王永标, 龚淑云, 袁伟编著.—武汉: 中国地质大学 出版社,2005 .4
谢谢！
1.指导抗虫性育种 通过对昆虫与植物的长期协同进化研究，分析植物 或天敌等产生的对昆虫的有毒物质，可以用于植物 的抗虫基因转导研究。
2. 开发新型农药
3. 指导生物防治 由于昆虫与植物的协同进化大多产生于共生、共栖、 寄生、竞争等物种的关系之间，因此通过对昆虫、 植物、天敌等关系的研究，可以很好地指导生物防 治，实施生态调控，包括合理引进天敌、适时应用 生物农药等具体措施，以减少害虫的为害，并减轻 因化学农药而带来的污染。
二、昆虫与植物的协同进化
（1）昆虫的行为与进化 （2）植物的防御系统
三、研究协同进化对害虫治理的意义
扩散的协同进化：
某一或多个物种的特征受到多 个其它物种特征的影响而产生的相 互进化现象。
一、协同进化的定义
（1）一对一协同进化 （2）扩散的协同进化
二、昆虫与植物的协同进化
（1）昆虫的行为与进化 （2）植物的防御系统
三、研究协同进化对害虫治理的意义
新大陆热带雨林中很多兰花完全依赖 某一类蜜蜂传播花粉。兰花不分泌花 蜜，但可以从花瓣分泌细胞中释放香 气。科学家经过研究揭示这种香气被 用作雄蜂触角腺分泌的复杂激素的生 化先遣物，而雄蜂分泌的激素本身则 用于吸引雌性，而每次进入和离开兰 花时，雄蜂就可以为兰花传粉。
它包括三个特性： 特殊性：一个物种个方面
特征的进化是由另一个物种引 起的
相互性：两个物种的特征 必须同时进化。
由于这种定义极为严格、自然界存在一对一协同进化的 物种间的关系比较少见，因此许多学者更倾向于研究范 围比较宽广的被称为扩散的协同进化。
昆虫与植物协同进化 副本
（2）诱导性防御
• 是植物最为经济的防御机制, 因为防御物质仅当昆虫取食时才 大量合成。
• 如蛋白酶抑制素，小分子多肽或蛋白质。昆虫消化道内存在 多种蛋白酶，起消化作用。它能与蛋白酶的活性部位或变构 部位结合, 抑制酶的催化活性，消化功能被破坏，生长发育显 著减慢。
主要参考文献
• Herre E A, Machado C A, Bermingham E, et al. Molecular phylogenies of figs and their pollinator wasps[J]. Journal of Biogeography, 1996, 23(4): 521-530.
酶可催化打开毒素内的呋喃环。
P450三级结构
P450催化机制：
（1）解毒
（2）避毒
• 蛾类幼虫应对呋喃香豆素机制： • 织叶蛾在取食前先将叶片卷起, 而后入内取食, 这样就可避免
紫外线对该毒素毒性的诱导；
• 冬尺蛾的幼虫在春季很早就孵化，并在栎树叶聚积大量单宁 以前就取食栎树的嫩叶，快速完成发育， 从而避开了单宁对其生长发育的不利影响。
（3）贮毒
➢ 主要用于防御 • 茴香凤蝶的幼虫在前胸背板的一个袋中积聚茴香油，当幼虫
受到侵犯时，就把这个袋子里的茴香油翻了出来。 • 乳草蝽取食含强心内脂苷的乳草液汁时，通过后胸背侧腺体
和脂肪体等贮存强心内脂苷，转化为不饱和醛， 分泌体外，驱避捕食者。
乳草蝽， 达斯摩尔虫
4 协同进化理论的发展
➢4.1 协同进化
3.2 昆虫对植物化学防御的适应
• 没有一种植物能被所有的昆虫取食危害，也没有任何一种植 物能避免昆虫的取食，说明任何植物总有某种防御机制，使 某些昆虫对其无法侵害；一种昆虫总能突破某种或某些植物 的化学防御。
昆虫与植物的共生关系及其进化机制
昆虫与植物的共生关系及其进化机制昆虫和植物之间的共生关系是自然界中最普遍和重要的生态关系之一。
在数百万年的进化过程中，这种关系已经发展成为一种互惠互利的共生关系，即昆虫为植物传播花粉和带来营养，而植物则为昆虫提供食物和栖息地。
在本文中，我们将深入探讨昆虫和植物之间的共生关系，并重点介绍其进化机制。
一、昆虫和植物的共生关系昆虫和植物之间的共生关系表现为各种各样的形式。
其中最显著的就是传粉和授粉。
对于传粉昆虫来说，植物提供了宝贵的花蜜和花粉，这些资源是昆虫生存和繁殖所必需的。
同时，当这些昆虫在植物之间传递花粉时，它们为植物带来了新的基因，从而增强了植物的遗传多样性和生命力。
除了传粉和授粉之外，昆虫和植物之间的共生关系还表现为其他种种形式。
例如，一些蚜虫为植物提供蜜露，而植物则为这些蚜虫提供栖息地，并提供其所需的营养。
其他的一些昆虫则以植物为食，但在这种关系中，它们不会过度侵害植物，从而保持了一个相对平衡的状态。
总之，昆虫和植物之间的共生关系是一种相互依存、互惠互利的关系，它们对彼此的生存和繁衍都有着重要的影响。
二、昆虫和植物共生关系的进化机制以上我们已经了解到了昆虫和植物之间的共生关系是一种互惠互利的关系，但这种关系到底是如何形成并得到维持的呢？其实，这与进化的规律密不可分。
1. 适应性较强的共生组合更容易定植和扩散对于昆虫和植物的共生关系，最基本的一个问题就是彼此如何找到对方。
植物通过产生花、花粉和花蜜等特殊特征来“吸引”昆虫，进而实现传粉和授粉；而昆虫则通过觅食，或依据芳香、颜色等多种因素找到合适的植物。
通过这种方式，适应性较强的共生组合更容易定植和扩散。
2. 昆虫和植物共同进化昆虫和植物之间的共生关系并非一成不变，它们能够形成和得以维持的原因之一，就是共同进化的结果。
研究表明，昆虫和植物之间的相互依赖性越强，它们之间的共同进化就越明显。
例如，一些蜜蜂在进化过程中发展出了能够攀爬花蕊的特殊“刷子”，这样它们就能更好地收集花粉，从而更有效地完成传粉。
植物和昆虫的相互关系
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推广生态农业，减少农药使用
加强科学研究，了解植物和昆 虫的生态关系
开展宣传教育，提高公众环保 意识
植物和昆虫关系的 研究价值
植物和昆虫在生态系统中 扮演着重要的角色，它们 的相互关系对于维护生态 平衡具有重要意义。
研究植物和昆虫的关系可 以帮助我们更好地了解生 态系统的运作机制，从而 采取有效的措施来保护生 态系统。
植物和昆虫的关系研究有助于了解害虫的生态习性，为农业防治提供科学依据。 通过研究植物和昆虫的关系，可以开发新型生物农药，减少化学农药的使用，降低环境污染。
植物和昆虫的关系研究有助于保护生物多样性，维护生态平衡，提高农业生产效率。
植物和昆虫的关系研究有助于发现有益昆虫，利用它们的天敌特性，为农业生产提供生态控制方法。
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昆虫侵害植物的种类和方式
昆虫传播植物病毒
昆虫对植物繁殖的影响
昆虫对植物生长和分布的影响
昆虫取食：促使植物产生防 御机制和适应性进化
昆虫传播花粉：促进植物繁 殖和基因交流
昆虫对植物多样性的影响：促 进植物种类的多样性和生态系
统的稳定性
昆虫与植物协同进化：相互 适应和共同演化的关系
人类活动对植物和 昆虫关系的干扰
通过研究植物和昆虫的关系 ，我们可以发现一些新的生 物防治方法，有效控制害虫 的繁殖，减少对农作物的危 害，从而保障农业生产的顺 利进行。
植物和昆虫的关系还涉及 到生物多样性的保护问题 ，研究它们的相互关系有 助于我们更好地保护生物 多样性，维护生态平衡。
植物和昆虫的相互关系是生物 多样性的重要组成部分，对生 态系统稳定性和生态平衡具有
重要作用。