與昆蟲的相互作用加速植物進化
蘇黎世大學的一組研究人員發現,植物從與傳粉昆蟲和食草動物的更多種類的互動中受益。由昆蟲授粉且必須抵御食草動物的植物已經進化得能夠更好地適應不同類型的土壤。
植物從土壤中獲取養分和水分。由于不同土壤類型的化學和物理成分不同,植物需要調整其生理機能,以優化不同土壤類型的這一過程。
這一進化過程導致了生態型的形成,即適應當地環境的“植物品種”,它們的外觀略有不同,可能不再容易雜交。后者被認為是形成獨立物種的第一步。作物對當地土壤類型的適應對農業生產力也至關重要。
用大黃蜂和蚜蟲做實驗
蘇黎世大學系統與進化植物學系生物學家 Florian Schiestl 領導的研究小組現已發現,植物與傳粉昆蟲和食草昆蟲的相互作用會影響它們對土壤類型的適應,從而影響生態型的形成。在一項為期兩年的實驗中,大約 800 株瑞典植物在溫室中不同土壤類型上生長了 10 代。一組由大黃蜂授粉,另一組由手工授粉;此外,這些植物在有蚜蟲(作為食草動物)和沒有蚜蟲(作為食草動物)的情況下種植。
在進化實驗的最后,研究人員調查了兩種土壤類型上的植物在形狀和成分上的差異程度,以及它們對土壤的適應程度。在形狀方面,研究發現,只有由大黃蜂授粉的植物在土壤類型之間表現出明顯的差異,而手工授粉的植物群則基本保持不變。
大黃蜂授粉的植物適應性最好
而對于對土壤類型的適應性,研究人員甚至發現,經過兩年的實驗進化,只有由大黃蜂授粉的帶有蚜蟲的植物表現出了明顯的適應性,而在其他組別中并未觀察到對土壤類型的明顯適應性。
該研究還確定了幾個可能在這一適應過程中發揮關鍵作用的基因。結果表明,生物相互作用對植物適應非生物因素的能力有很大影響,當植物暴露于各種相互作用時,適應是最有效的。
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