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对授粉动物与食草动物组合影响的独特观察揭示了植物花朵特征的快速演化

American Association for the Advancement of Science

新的研究显示,具授粉功能的大黄蜂和蝴蝶可帮助植物长出更漂亮的花朵,但有害的食草动物则不会。相反,大量的食草动物会降低植物对授粉动物的吸引力,但又会增加它们通过自主性自花授粉来产生后代的能量。植物的这一转变会在仅仅几个世代后发生。这些结果揭示了植物在因应互动性授粉动物与食草动物的组合选择压力后所经历的快速适应性演化。授粉动物会受到有着优美展现的花朵的吸引,例如,那些有着色彩鲜艳、气息芳香及花蜜充沛等特点的花朵会因为授粉动物增加了其繁殖潜力而受益。然而,这些特质同时也会吸引像毛毛虫等食草虫类。植物的防御特点(如产生有毒的化合物等)可帮助抵挡食草虫类,但它们也会对吸引授粉动物的花朵展示带来负面影响。尽管由授粉动物与食草动物所带来的演化得失一般得到公认的,但实验研究一直聚焦于两者作为单独选择性因子所产生的影响。因此,互动性生物对植物演化的组合影响仍然是未知的。Sergio Ramos和Florian Schiestl通过在一个有着快速生长周期的芜菁类植物群中探索花朵特性的演化、交合系统及植物的防御来论述这一问题。Ramos和Schiestl将这些植物分成4组,并对授粉的大黄蜂和食草的毛毛虫的存在与否进行操控,使它们在这些选择条件下进行6个世代的演化。结果显示,芜菁类植物在选择只有大黄蜂时会演化出较大且芳香的花朵,但这些特质会在有毛毛虫时变得很不明显。此外,受到大黄蜂和毛毛虫双重选择下的芜菁类植物会演化出更强的通过自主性自花授粉来繁衍后代的能力。更重要的是,这些特质的演化颇为迅速,在仅仅6个世代之后,歧化的选择品系就会变得显而易见。在相关的《视角》文章中,Jon Agren更详细地讨论了这一研究。

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