科学家们已经发现,尽管它们具有竞争关系,但两种密切相关的亚洲白花可以在野外共存。通过实地调查和人工授粉实验相结合,新的研究表明,虽然两种物种Commelina communis和Commelina communis forma ciliata之间存在生殖干扰,但两者都可以通过自体受精来抵消这种干扰的负面影响。
这些发现为围绕共存的理论提供了不同的视角,并提出了植物自我受精能力的新意义。该研究结果由科学促进会科学研究员Koki Katsuhara和Atushi Ushimaru教授共同完成,他们都是神户大学人类发展与环境研究生院的一部分,并于5月2日在功能生态学上发表。
植物物种共存的能力长期以来吸引了众多科学家。当共有传粉媒介的物种同时在同一地点开花时,人们认为传粉媒介引起的繁殖干扰使这些植物物种难以共存。当来自另一物种的花粉沉积在雌蕊(花的雌性生殖部分)上时发生生殖干扰,并且花粉管之间的竞争导致种子产量减少。
亚洲白桦(Commelina communis)(Cc)和Commelina communis forma ciliata(Ccfc)两种,常见于的田野和路边,产生非常相似的花朵并吸引相同的传粉者。首先,科学家们观察了野外的两个物种。他们发现蜜蜂和灰飞蝇等传粉媒介不分青红皂白地访问了这两个物种,随着其他物种的花数增加,这两个物种的种子产量都有所下降。换句话说,发生了相互生殖干扰。调查还表明,Cc受这种干扰的影响要小于Ccfc。这与Cc在被调查地区的主导地位是一致的。
通过将实地调查与人工授粉实验相结合,该团队发现自花授粉有助于减少生殖干扰的负面影响。即使当一个物种受到其他物种产生的大量花卉的严重影响时,通过自花授粉,这两个物种都能够产生足够的种子来生存。通过自花授粉,Cc能够比Ccfc产生更多的种子,这可能是物种之间不对称生产的原因。
我们希望Cc通过生殖干扰来消灭Ccfc,但实际上这两种物种都可以在野外生长。Katsuhara和Ushimaru提出,尽管两者之间的激烈竞争,这两个物种的分布在它们共存的能力中起着重要作用。虽然大多数地区都是由Cc占主导地位,但在某些地区,Ccfc超过了Cc,因此具有优势(图2:在Ccfc超过70%的地方,它能够留下比Cc更多的种子)。即使它几乎完全被Cc包围,Ccfc仍然可以通过自花授粉留下一些种子(图2:大约30%)。
科学家认为,自花授粉的发展使植物即使在传粉媒介稀缺的情况下仍能生产种子。该研究表明,当其他物种的花粉阻碍种子生产时,自花授粉也可以减轻负面影响。自花授粉也可用于解释共享传粉媒介的植物的共存。这一发现标志着在揭示物种共存方面向前迈出了一步,并为自花授粉的进化背景提供了新的视角。
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