花部:两侧对称为何比放射对称形更具优势?

【字体: 时间:2006年10月12日 来源:生物通

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  生物通报道:自然界中植物花部大致归为两种:以百合为代表的放射对称(radial symmetry)和以兰花(orchid)为代表的两侧对称(bilateral symmetry)。花部和植物化石遗传学研究证实:放射对称是最古老的形式,两侧对称是各种植物各自经过若干次进化实现的。自然选择为何偏爱两侧对称仍?最近,研究人员发现原因在于传粉昆虫(pollinating insects)更偏爱两侧对称。

  

生物通报道:虽然自然界中植物花部形式多种多样,但大致也归为两种:以百合为代表的放射对称(radial symmetry)和以兰花(orchid)为代表的两侧对称(bilateral symmetry)。花部和植物化石遗传学研究证实:放射对称是最古老的形式,两侧对称是各种植物各自经过若干次进化实现的。自然选择为何偏爱两侧对称仍?最近,研究人员发现原因在于传粉昆虫(pollinating insects)更偏爱两侧对称。

西班牙 Granada大学José Gómez率领的研究小组,对位于西班牙东南部山区的300多株Erysimum mediohispanicum进行观察。在人迹罕至的丛林中,这种草本植物在同一植株上能同时盛开放射形花朵和对称形花朵。一种叫做Meligethes maurus的小甲虫是花朵的访问频率最高的客人(占总访问次数的80%)。Gómez及其同事观察一分钟内Meligethes maurus对E.mediohispanicum的传粉情况(实验总共重复了2000次),然后利用几何形态测量学(geometric morphometry)测量花部的三维结构。

研究发现:两侧对称的花朵比放射对称的花朵更受传粉昆虫青睐,而且拥有对称花部的植物也能够产生更多的种子和更多的子代植物。这些意味着经过自然界的优胜劣汰,两侧对称形花部物种势必比放射对称形花部物种更易保留下来。为什么昆虫青睐两侧对称呢?Gómez等推测两侧对称能够为昆虫提供更加有力的着陆平台。

加州大学伯克利分校植物进化生态学家Risa Sargent认为Gómez等的研究将“植物适应性”和两侧对称紧密联系起来。她指出既能开出两侧对称又能开出放射对称花部的植物,比如E.mediohispanicum是“研究自然界花部对称性进化的一个极好的、罕见的模型。”关于甲虫对于花形的口味也正在研究过程中。(生物通记者 小粥)

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