从侧面拍摄的苦苣菜花的特写,使其看起来几乎像一个沙漏形状。
细胞、基因和分子

一种常见的杂草可能比我们想象的更具多样性。

常见的杂草 *Sonchus asper* 实际上可能包含几个不同的进化群体,通过研究其特征和 DNA 可以揭示出来。

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在北地中海地区,人口 桑葚常见的一年生植物,通常被认为是一种主要自花授粉的物种,但它们的花朵和生活形态却存在显著差异。这些差异早在19世纪就已被描述,但后来的分类并未考虑这些差异,而是根据叶片的排列方式对植物进行分类。现在,发表在《AoB Plants》上的一项研究表明…… 这些差异可能反映了不同的进化历史。. 

Mejías及其同事对40个种群进行了抽样调查 S. asper 研究范围涵盖北地中海地区,囊括了该物种的不同花型和生活型。根据花型、一年生、二年生或根茎等特征,每个种群被分为四种形态型之一。此外,还根据传统的叶片排列方式对这些种群进行了分类。

一种花朵密集、叶片深绿色且呈尖刺状的植​​物。
桑葚 by 加文·斯莱特 / iNaturalist CC BY

研究人员利用核基因ITS/ETS和叶绿体DNA序列分析进化关系时发现,花型和生活型与三个具有充分支持的类群相对应。然而,基于叶片的分类却未能以同样的方式区分这些种群。  

分布最广的群体是众所周知的年度形式 S. asper具有自花授粉的特征。它位于系统发育树上最早分化的分支上。 

另外两组植物均为自交不亲和植物,这意味着它们无法通过自花授粉繁殖。其中一组具有根状茎(地下茎,可进行无性繁殖),另一组则包括一年生和二年生植物。

从上方俯瞰苦苣菜(Sonchus asper)。锯齿状叶片组成的星形图案中心有一个金色的星状头状花序。
桑葚 by Duarte Frade / iNaturalist CC BY

利用扩增片段长度多态性(AFLP)标记进行的遗传分析也发现了与不同生活史策略相关的不同遗传特征。叶绿体DNA分析还表明,这些遗传谱系呈现出不同的地理分布模式。 

综合来看,这些结果表明,用于定义形态类型的特征反映了它们的进化历史。换言之,花型、生殖系统和生活史的差异似乎反映了该类群内部深层的进化差异。 

这一点很重要,因为当亲缘关系密切的种群在某些特征上存在差异,但在其他特征上却相同时,物种的定义往往很困难。传统的分类学可能侧重于易于观察的性状,而进化研究则可以识别遗传上的差异。

一张苦苣菜(Sonchus asper)头状花序的特写照片,可以看到类似蒲公英的种子。
桑葚 by 内森·泰勒 / iNaturalist CC BY-NC
“由于难以在植物标本中辨别这些独特的性状,它们一直被忽略;然而,我们后续的测试证实,这些是该物种复合体中具有进化意义的功能性状。至关重要的是,揭示这种未被解释的多样性并非反映了隐性物种形成过程,而是过度依赖植物标本材料造成的假象——导致了所谓的隐性植物标本分类单元。” 

这项发现也凸显了人们熟悉的物种中可能隐藏着多么丰富的生物多样性。如果将具有不同繁殖系统、生活史和遗传背景的种群视为单一物种,那么进化多样性就会从分类学分类和保护工作中消失。 

对于 桑葚即使是看似普通的植物,研究结果也表明物种名称并非总能反映其所蕴含的多样性。研究植物的繁殖、生长以及与环境的相互作用,有时能够揭示植物标本或名称无法体现的进化关系。 

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Mejías, JA, Cho M., Berjano R., Terrab A., Costales-Maestre P., Silva JL 和 Kim S. (2026)“功能性状揭示了地中海北部的 Sonchus asper (L.) Hill(菊科)内未解释的多样性,并能够恢复古代分类单元” AoB植物。 可在: https://doi.org/10.1093/aobpla/plag040 

封面图片: 桑葚 by 道格拉斯·戈德曼 / iNaturalist 创用CC BY-SA

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