瘿蜂(膜翅目:Cynipidae科)是一类多样的植食性昆虫。它们进化出了在寄生互动中诱导复杂瘿结构的独特能力(Stone等人,2002年)。这些瘿不仅作为食物来源,还为幼虫提供了微生境,在其中进食、发育和化蛹。瘿的形成是昆虫与其宿主植物组织之间高度特化的相互作用的结果(Stone和Schönrogge,2003年)。栓皮栎(Quercus robur L.)是许多温带欧洲森林中的优势树种,支持着特别丰富的瘿蜂群落,使其成为研究植物-昆虫共同进化、宿主特异性和生物多样性模式的模型系统(Hayward和Stone,2005年)。Cynipid蜂可以诱导出各种形状、大小和颜色的瘿,这些瘿出现在不同的宿主橡树器官上,包括茎、叶、芽、小枝、葇荑花序、橡子、橡子杯和根部(Price,2005年)。不同瘿蜂物种之间瘿表型的强烈变异被认为是由于选择作用避免了天敌造成的死亡(天敌假说)(Hayward和Stone,2005年)。有趣的是,单个橡树经常同时或依次被多种Cynipid蜂侵染(Egan等人,2018年)。
全球已描述了超过1300种与橡树相关的瘿蜂,主要分布在北半球(Stone等人,2002年)。这些瘿蜂群落不仅包括诱导瘿的蜂类,还包括利用瘿但不参与其形成的inquiline cynipids,以及将卵产在诱导瘿的或inquiline幼虫内的寄生蜂。寄生蜂可以对Cynipid蜂造成严重的死亡,进一步增加了瘿系统内的营养级相互作用复杂性(Stone等人,2002年)。
瘿蜂的特点是对宿主植物的高度特异性。宿主植物的多种特征,如形态、物候、植物活力和植物化学成分,可以影响诱导瘿的昆虫的选择(Abrahamson等人,2003年;Sinclair等人,2015年)。Cynipid蜂的特点是在许多物种中交替进行有性和无性繁殖,有些物种在一年内完成两个世代(Stone等人,2002年)。通常,有性世代在春季和初夏发育,而无性雌蜂在同一年的夏季和秋季发育(一年两代的生命周期)。典型的橡树Cynipid蜂特点是,一年内由两个世代诱导的瘿在表型上往往非常不同(Hayward和Stone,2005年)。
Quercus robur是一种优势树种,其自然分布范围广泛,从伊比利亚半岛到斯堪的纳维亚,从不列颠群岛到巴尔干半岛(Caudullo等人,2017年)。局部适应导致了不同来源之间的遗传分化(Meger等人,2024年)。种群分化可能表现在生长、物候、次生代谢物谱型和抗性机制等方面(Torres-Ruiz等人,2019年;Bertić等人,2021年),所有这些因素都可能影响瘿蜂的定殖成功率。研究表明,瘿蜂群落的组成和数量会随环境梯度变化(Moles等人,2011年;Jones等人,2022年)。Q. robur与同域物种Q. petraea一起,支持非常丰富的Cynipid蜂群落,可容纳超过70种Cynipid蜂(Fernandes和Price,1988年)。在最近的一项详尽研究中,Sinclair等人(2015年)在法国的橡树种植园中发现了13种瘿蜂的无性形式。
考虑到森林管理实践,特别是那些涉及辅助迁移和选择非本地树种以应对预测的气候变化的实践,了解橡树来源如何影响食草动物群落变得越来越重要。引入来自不同地区的橡树可能会无意中改变当地昆虫种群的动态,从而对更高级的营养级和整个生态系统功能产生潜在的连锁效应。在共同花园环境中种植来自不同地理区域的树木的来源试验,为区分遗传因素和环境因素提供了独特的机会(Aspalter等人,2025年),同时也涉及相关的生物群落(Sinclair等人,2015年)。然而,很少有研究明确将来源级别的遗传分化与共同花园环境中多物种瘿蜂群落的结构联系起来。冠层节肢动物的生命周期较短,恢复力较弱,对环境变化反应迅速(Valencia-Cuevas和Tovar-Sánchez,2015年)。因此,这类昆虫可以被视为森林健康状况的生物指标,并可能有助于预测气候变化的后果(Valencia-Cuevas和Tovar-Sánchez,2015年),这证明了进行深入研究的必要性。
在这项研究中,我们调查了一个由来自三个不同欧洲种子的Q. robur组成的来源试验,这些橡树一起种植在比利时的一个地点。具体来说,我们的目标是:(1)量化三种橡树来源之间的种群分化;(2)确定哪些橡树宿主特征可能影响了多种瘿蜂的出现模式;(3)评估五年内瘿蜂群落的潜在共现模式。通过整合宿主特征的变化和群落层面的昆虫反应,这项研究加深了我们对在变化的环境条件下宿主橡树种内遗传变异如何影响相关瘿蜂组合的理解。