为什么一些植物物种在进化过程中改变了传粉者?来自波恩大学和西安交通利物浦大学苏州(中国)的一个国际研究小组研究了三个姐妹物种对的生殖系统,其中一个物种由昆虫授粉,另一个物种由蜂鸟授粉。发现了解释从昆虫授粉到鸟类授粉的机制。该研究现已发表在《生态与进化》杂志上。
在开花植物的授粉中已经发展出不同的策略。花访客的频率和效率起着重要作用。在这里,各种动物群体之间存在重大差异。在世界范围内,昆虫,尤其是蜜蜂,是最常见的传粉媒介。蜜蜂的活动范围通常很小,而蜂鸟等其他传粉者群体的飞行距离则要长得多。“以前的假设是,当蜜蜂的活动以及授粉效率太低或太不可预测时,例如在高山上,植物会将它们的传粉群体从蜜蜂转变为蜂鸟,”Nees 研究所的 Stefan Abrahamczyk 博士说。波恩大学的植物生物多样性。例如,在热带高山的云雾林中,对于许多蜜蜂来说,它往往太湿或太冷。
但是,为什么在蜜蜂多样性和丰富度高的地区仍有植物转向蜂鸟、蝙蝠,甚至是小型的地栖哺乳动物,如老鼠、狐猴或蜂蜜负鼠?在当前的研究中,Abrahamczyk 博士和他的同事表明,传粉者群体进化转换的原因比以前预期的要复杂得多。当两个新物种在进化过程中由一个原始物种产生时,例如因为它们的分布范围被山地折叠或冰河时代划分,这两个新形成的物种被称为姐妹物种对。
研究人员根据繁殖策略分析了来自不同植物科的三对姐妹物种。在每种情况下,一个姐妹物种是蜂鸟授粉的,另一个是蜜蜂授粉的。所有物种都来自蜜蜂授粉的祖先,并出现在北美地区以高度多样性和蜜蜂丰富为特征的地区。通过一系列授粉实验,发现所有蜂鸟授粉物种的结实率都显着提高,当种子由同一物种的另一株植物个体的花粉授粉产生时,它们的发芽率也显着提高。
“根据这些结果,我们可以得出结论,蜂鸟授粉是在特别依赖异花授粉的蜜蜂授粉物种种群中进化的,即不能自花授粉,”Abrahmamczyk 博士说。由于与蜜蜂相比,它们的活动半径更大,并且它们在同一物种的不同植物个体之间频繁移动,因此蜂鸟可以授粉,尤其是那些不比蜜蜂更有效地自花授粉的植物。
蜜蜂经常在飞到下一株植物之前访问一株植物上所有开放的花朵。因此,蜜蜂主要鼓励自花授粉。与蜂鸟相比,蜜蜂还有另一个缺点:它们在飞行过程中密集梳理毛发,并将梳理后的花粉存放在花粉篮中,以将其喂给幼虫。结果,只有一小部分花粉到达柱头并可以使胚珠受精。另一方面,蜂鸟对花粉不感兴趣。
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