苞片大小影响蜂鸟授粉植物二型花柱多态性的资源分配与结实率

这篇研究揭示了蜂鸟授粉植物Psychotria poeppigiana（茜草科）中苞片（bract）作为诚实信号（honest signal）的生态意义。通过几何形态测量（GMM）和光谱分析，发现长花柱（L-morph）与短花柱（S-morph）形态在苞片大小、花长度和花朵数量上存在显著差异（S-morph分别增加10.37%、13.67%和22%）。研究表明较大苞片与较高花蜜量（nectar volume）正相关，但较小苞片结实率（fruit set）更高，暗示二型花柱（distyly）可能存在繁殖功能分工：S-morph通过大苞片实现雄性功能（花粉输出），L-morph通过小苞片优化雌性功能（种子生产）。

　　

Abstract
植物通过非花部信号向传粉者传递资源信息。具二型花柱多态性的Psychotria poeppigiana以其红色苞片和黄色小花为特征，研究发现苞片可能作为花蜜存在的视觉信号。研究验证了苞片作为诚实信号的功能，并揭示其性状变异如何影响繁殖成功。通过比较长花柱（L-morph）和短花柱（S-morph）的苞片与花部特征，发现S-morph具有更大的苞片（+10.37%）、更长的花（+13.67%）和更多花朵（+22%）。苞片大小与花蜜量、花朵数呈正相关，但与结实率负相关，表明大苞片可能优先保障雄性功能（花粉输出），而小苞片更利于雌性功能（种子生产）。

INTRODUCTION
植物与传粉者的互作常被视为互利系统，但存在能量代价与欺骗行为。Psychotria poeppigiana的苞片在开花前形成并持续至果实散播期，其红色可能增强对蜂鸟的吸引力。研究假设苞片性状（大小、形状、对称性、颜色）与资源量/质存在关联，并通过影响传粉者访问进而改变结实率。该物种的二型花柱系统为研究繁殖分工提供了理想模型。

MATERIAL AND METHODS
研究在巴西米纳斯吉拉斯州的画廊森林进行，选取25株个体（11 L-morph/14 S-morph）。采用几何形态测量分析苞片二维形态，通过光谱仪量化苞片颜色对比度。测量花部特征（长度、直径）和花蜜参数（体积、糖含量），并统计结实率与苞片死亡率。使用广义线性混合模型（GLMM）分析数据，控制个体随机效应。

RESULTS

1. 形态差异：S-morph的苞片大小、花长度和花朵数量显著高于L-morph（P<0.01），但花直径无差异。
2. 资源分配：苞片大小（χ²=12.77）和花长度（χ²=19.78）显著增加花蜜量（R²_marginal=0.22）；L-morph花蜜糖含量高4.97%（P=0.036）。
3. 繁殖输出：较小苞片结实率更高（χ²=8.28, P=0.004），而大苞片花朵数多但死亡率达71.6%。

DISCUSSION
苞片作为诚实信号的功能首次在二型花柱物种中被验证。大苞片通过增加花蜜量和花朵数吸引传粉者，但高死亡率（资源消耗）和低结实率暗示其偏向雄性功能。相反，L-morph的小苞片可能通过优化资源分配提高雌性适合度。这种二型花柱系统的繁殖分工可能维持种群交配平衡。未来研究需结合花粉流分析以明确性别功能分化机制。

研究意义
该研究为理解植物繁殖策略提供了新视角：苞片不仅是吸引信号，更可能通过形态变异协调两性功能分配。在气候变化背景下，此类性状可塑性对植物适应传粉者波动具有重要生态意义。