牛油果警报!DNA揭示本土植物如何让早午餐常驻菜单

在鳄梨果园旁保留原生植被带,能为花期稀缺时的昆虫提供丰富的野生花粉资源,使其植物食谱增加一倍并增强适应能力。柯廷大学的科学家通过前沿的eDNA代谢条形码技术揭示了这种植物多样性如何为授粉作用提供支撑——这项生态服务对全球75%的农作物以及我们早午餐桌上的牛油果至关重要。研究结果呼吁农民将自然栖息地重新融入农田,以保障全球人口不断增长情况下的食物供应。

本周发表的研究发现,与邻近牧场的鳄梨园相比,毗邻原生残留植被的鳄梨园中的昆虫群落,在作物开花有限的时期,采食的植物种类多出一倍以上。

食物来源更多样化的昆虫更有可能生存并为作物授粉,因此这一发现为保障全球粮食安全提供了潜在线索——因为到2050年,全球将有近100亿人需要获得安全和营养的食物,这意味着农业生产力需要提高25%至75%。

第一作者约书亚·凯斯特尔博士表示,这项研究尤其引人注目,因为传统上很难量化整个昆虫群落收集的花粉多样性——尤其是在广阔的农业景观中。他在科廷大学攻读博士学位期间完成了这项研究。

凯斯特尔博士说:“我们采用科廷大学首创的新方法,将一种尖端的生物多样性评估技术——环境DNA(eDNA)元条形码技术——应用于泛陷阱,以识别采样期间收集的整个昆虫群落传播的花粉多样性。”

“这种方法使我们能够证明,果园附近的自然植被可能增强昆虫群落的恢复力,从而可能有助于提高粮食安全。”

来自科廷大学分子与生命科学学院的合著者保罗·内维尔副教授表示,这项研究意义重大,因为昆虫为75%的农作物授粉,但许多昆虫正面临灭绝。

内维尔副教授说:“为了满足地球的粮食需求,多样化和健康的昆虫群落在支持授粉和害虫生物防治等基本生态系统服务方面发挥着关键作用。”

“仅在澳大利亚,估计存在32万种昆虫,但只有35%已被正式鉴定——而且它们中的许多依赖的植物资源在很大程度上仍然未知。”

“通过使用能够检测到单粒花粉痕迹甚至蜜蜂足迹的复杂eDNA元条形码技术,我们正在帮助缩小这些知识差距,并更好地了解这些昆虫如何有助于保障全球粮食安全。”

研究人员收集了2000多份昆虫标本,并通过eDNA鉴定了250多个植物分类群,包括作物、杂草和澳大利亚本土植物群。

研究团队建议将标准化的生物多样性调查纳入常规农场监测,通过认识自然植被的价值和在果园内未开垦土地上重新植被来保护农业生态系统。