DeWayne Shoemaker 是田纳西大学昆虫学和植物病理学系的教授兼系主任。此文最初发表于 The Conversation。
几乎无法想象一个没有巧克力的世界。然而,可可树,巧克力的来源,却很脆弱。
我是一名热情的巧克力爱好者和昆虫学家,研究可可授粉。目前,该作物的可持续性似乎依赖于几种微小苍蝇授粉者,而它们坦白说,很难完成这项工作。
成千上万的花
巧克力源自可可树(Theobroma cacao L.)的种子,字面意思是“神的食物”。该植物起源于南美洲西部亚马逊地区,并在中美洲和南美洲的许多地区种植了 3000 多年。如今,它在全球赤道地区种植,包括西非和亚洲的几个热带地区。
一棵成熟的可可树每年可以开出成千上万朵花。这些花很小,直径只有半英寸左右(1 至 2 厘米)。花通常直接从树干或大树枝上成簇生长。
每朵花都需要授粉才能成功结出近乎足球大小的果实——一个包含 30 到 60 粒种子,可用于加工成巧克力的豆荚。
听起来很简单,但实际上,许多地区的可可授粉都存在问题。一棵可可树开出的花中,只有大约 10% 到 20% 能够成功授粉。其余的,高达 90% 从未接收到花粉,或接收到的花粉不足以形成果实。
科学家们并不完全了解可可授粉,这令人惊讶,因为目前全球有超过 5000 万人依靠巧克力为生。
小飞虫的大任务
负责为可可小花授粉的昆虫本身也很小,以便能够接触到花朵的繁殖结构。属于蠓科(Ceratopogonidae)的蠓和属于瘿蚊科(Cecidomyiidae)的瘿蚊是全球已知最重要的可可授粉者之一。
大多数可可树是所谓的自花不育,这意味着它们无法自我授粉。成功的授粉者必须从一棵树的花的雄蕊部分采集花粉,然后将其 deposited 到另一棵树的花的雌蕊部分。
可可花也寿命短暂,通常只对花粉敏感一到两天。未接收到充足花粉的花朵会在开放后的 36 小时内死亡并脱落。
证据表明改善蠓的栖息地可以增加果实产量。因此,在一些可可种植区,目前的耕作实践包括开发和维护可可园内及附近的合适地面栖息地,以增加能够传播花粉的蠓的数量。
遗留的谜团
人工授粉或手授粉的成功率,其产量可以翻倍以上,这表明可可树能够产生比目前多得多的豆荚。
不禁让人疑惑:为什么蠓类不能更好地为可可花授粉?科学家们认为,答案的一部分可能是蠓的生命周期并非完全依赖于可可花。因为它们可以从其他植物来源获取糖分,所以它们对可可来说很可能是被动授粉者,而不是主动授粉者。科学家们还想知道它们是否有能力在野生树木之间长距离飞行。
所有这些都引出了一个问题:是否有更适合这项工作的昆虫?如果有,它们去了哪里?
大多数将蠓与可可授粉联系起来的研究是在种植园进行的,而野生可可授粉的生物学几乎未被研究。
一个例外是一项研究,考察了玻利维亚的栽培和野生可可。该研究发现,在野生树木的所有访客昆虫中,蠓仅占 2%。其他苍蝇和微小黄蜂在那里更常见。
这些结果非常有趣,并提出了一个可能性:一个或多个未知的昆虫是野生可可的主要授粉者。只有对野生可可的进一步研究才能揭示是否如此。这样的信息可能对巧克力行业产生深远的影响。