為什么一些植物物種在進(jìn)化過程中改變了傳粉者?來自波恩大學(xué)和西安交通利物浦大學(xué)蘇州(中國(guó))的一個(gè)國(guó)際研究小組研究了三個(gè)姐妹物種對(duì)的生殖系統(tǒng)，其中一個(gè)物種由昆蟲授粉，另一個(gè)物種由蜂鳥授粉。發(fā)現(xiàn)了解釋從昆蟲授粉到鳥類授粉的機(jī)制。該研究現(xiàn)已發(fā)表在《生態(tài)與進(jìn)化》雜志上。
在開花植物的授粉中已經(jīng)發(fā)展出不同的策略。花訪客的頻率和效率起著重要作用。在這里，各種動(dòng)物群體之間存在重大差異。在世界范圍內(nèi)，昆蟲，尤其是蜜蜂，是最常見的傳粉媒介。蜜蜂的活動(dòng)范圍通常很小，而蜂鳥等其他傳粉者群體的飛行距離則要長(zhǎng)得多。“以前的假設(shè)是，當(dāng)蜜蜂的活動(dòng)以及授粉效率太低或太不可預(yù)測(cè)時(shí)，例如在高山上，植物會(huì)將它們的傳粉群體從蜜蜂轉(zhuǎn)變?yōu)榉澍B，”Nees 研究所的 Stefan Abrahamczyk 博士說。波恩大學(xué)的植物生物多樣性。例如，在熱帶高山的云霧林中，對(duì)于許多蜜蜂來說，它往往太濕或太冷。
但是，為什么在蜜蜂多樣性和豐富度高的地區(qū)仍有植物轉(zhuǎn)向蜂鳥、蝙蝠，甚至是小型的地棲哺乳動(dòng)物，如老鼠、狐猴或蜂蜜負(fù)鼠?在當(dāng)前的研究中，Abrahamczyk 博士和他的同事表明，傳粉者群體進(jìn)化轉(zhuǎn)換的原因比以前預(yù)期的要復(fù)雜得多。當(dāng)兩個(gè)新物種在進(jìn)化過程中由一個(gè)原始物種產(chǎn)生時(shí)，例如因?yàn)樗鼈兊姆植挤秶簧降卣郫B或冰河時(shí)代劃分，這兩個(gè)新形成的物種被稱為姐妹物種對(duì)。
研究人員根據(jù)繁殖策略分析了來自不同植物科的三對(duì)姐妹物種。在每種情況下，一個(gè)姐妹物種是蜂鳥授粉的，另一個(gè)是蜜蜂授粉的。所有物種都來自蜜蜂授粉的祖先，并出現(xiàn)在北美地區(qū)以高度多樣性和蜜蜂豐富為特征的地區(qū)。通過一系列授粉實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)所有蜂鳥授粉物種的結(jié)實(shí)率都顯著提高，當(dāng)種子由同一物種的另一株植物個(gè)體的花粉授粉產(chǎn)生時(shí)，它們的發(fā)芽率也顯著提高。
“根據(jù)這些結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，蜂鳥授粉是在特別依賴異花授粉的蜜蜂授粉物種種群中進(jìn)化的，即不能自花授粉，”Abrahmamczyk 博士說。由于與蜜蜂相比，它們的活動(dòng)半徑更大，并且它們?cè)谕晃锓N的不同植物個(gè)體之間頻繁移動(dòng)，因此蜂鳥可以授粉，尤其是那些不比蜜蜂更有效地自花授粉的植物。
蜜蜂經(jīng)常在飛到下一株植物之前訪問一株植物上所有開放的花朵。因此，蜜蜂主要鼓勵(lì)自花授粉。與蜂鳥相比，蜜蜂還有另一個(gè)缺點(diǎn)：它們?cè)陲w行過程中密集梳理毛發(fā)，并將梳理后的花粉存放在花粉籃中，以將其喂給幼蟲。結(jié)果，只有一小部分花粉到達(dá)柱頭并可以使胚珠受精。另一方面，蜂鳥對(duì)花粉不感興趣。
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