研究揭示传粉模式改变重塑了榕属花粉形态的进化

2014-2-12 11:49 来源: 中国科学院
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  协同进化过程在多大程度上塑造了协同进化双方形态特征的进化?这是进化生物学家们长久以来关注的焦点问题之一。花粉是有花植物的重要繁殖特征,同时也承载着植物与其传粉者协同进化过程中的直接选择压力。现今花粉形态是植物自身系统发生的直接体现,还是传粉者选择修饰的结果?传粉模式的改变会对植物花粉形态的进化造成怎样的影响?

  中国科学院西双版纳热带植物园动植物关系组王刚博士等人在杨大荣研究员和陈进研究员的共同指导下,以西双版纳地区常见的25种榕树-榕小蜂共生系统为研究对象,通过扫描电镜来观察榕树花粉各特征、花药胚珠比值的统计来确定榕树传粉模式,通过系统发育树的建立来确定榕树系统进化关系,并在此基础上进行了系统发育独立回归和分类特征间的进化相关检验,以期对上述问题有更深入解答。

  研究发现:榕属植物的花粉具有三种形态(椭球体、圆柱体和球体)和三种纹饰类型(光滑状、皱纹状和皱纹-颗粒混合状);椭球体和皱纹状是主导特征;17种主动传粉类型榕树花粉均为椭球体(两端尖),而圆柱体和球体(两端钝)只在被动传粉类型榕树中被发现, 后两种形状所具有的的相对较大的体表面积增加花粉与传粉者的体表接触面积,可能是适应被动传粉的选择结果。8种被动传粉类型榕树的花粉纹饰均为皱纹状,而皱纹-颗粒混合状和光滑状花粉只发现于主动传粉类型榕树中,后两种较光滑的纹饰类型可能是榕树花粉适应主动传粉榕小蜂所具有的主动收集、存储和放置花粉的复杂传粉行为的结果。系统发育独立回归和进化相关检验的结果均支持了花粉形状和传粉模式的相关关系。研究认为在榕树-榕小蜂共生系统中,榕小蜂传粉模式的改变很可能重塑了榕树花粉形状的进化。

  相关研究成果以Has pollination mode shaped the evolution of Ficus pollen? 为题在线发表于国际期刊PLOS ONE杂志上。