花朵除了在特殊场合是可爱的礼物外,还是高度复杂的结构,负责开花植物的繁殖,从而形成果实和种子。大多数开花植物(称为被子植物)是雌雄同体的,这意味着在一朵花中具有产生胚珠的结构 - 称为 雌蕊 – 和花粉粒 – 被称为 雄蕊。因此,在雌雄同体植物中,到达雌蕊的花粉更有可能来自同一朵花,而不是来自其他个体的花。这种现象被称为自花授粉,会带来各种繁殖成本,可能会降低果实和种子的产量,甚至降低其种群的遗传多样性。尽管如此,雌雄同体植物可以采用不同的策略来促进不同个体的花之间的花粉运输,从而提高它们的繁殖成功率。
在巴西东北部的热带干燥森林地区,Elisangela Bezerra 博士和她的合作者发现了一群 八角茴香 (金虎尾科)个体似乎有两种类型的花:一些雌蕊向左弯曲,另一些则向右弯曲,其中一朵花是另一朵花的镜像。这种被称为 enantiostyly 的花系统已被报道用于 20 个植物科的物种,这些植物科为授粉媒介提供花粉或花蜜作为奖励,其中包括金虎尾科 (Malpighiaceae)。令研究人员惊讶的是, J.anisandra 将 这是金虎尾科内的第二个对映体,但第一个是提供油作为奖励的花朵。

为了描述这个花卉系统,研究人员研究了花的形态、繁殖和花客。 J.anisandra 人口。在他们的研究中,他们发现,像金虎尾科中的大多数新热带物种一样, J.anisandra 花有五片花瓣,四对产油腺体 花萼,被称为 油细胞。然而,当他们表征生殖结构时,他们在该科的新热带物种中发现了一些令人惊讶且以前未记录的东西。
首先,鲜花 J.anisandra 展示两套雄蕊,四个小雄蕊位于花的中间,两个大雄蕊在雌蕊的水平处弯曲。这被称为杂花系统,是一种花系统,其中雄蕊的形状、大小和功能各不相同。一般来说,较大的雄蕊将花粉沉积在传粉者无法清除的安全地点,因此这些雄蕊的花粉在植物繁殖中发挥更大的作用。另一方面,较小的雄蕊通常将花粉沉积在授粉媒介可以清洁并将其用作食物的位置。其次,正如之前所观察到的,每朵花都有一个雌蕊,可以向左或向右弯曲,形成在同一个体中可以发现的两个花形态,表明该群体表现出所谓的单态对映体。
此外,研究人员还进行了手动授粉实验,他们从花药中取出花粉,并将其放置在同一朵花的雌蕊上或不同个体的花上,分别评估自花授粉或异花授粉的能力。他们发现,与进行自花授粉时不同,当该物种与较大雄蕊的花粉进行异花授粉时,会产生更多的果实。因此,作者认为对映体可能是一种有效的策略,可以减少自花授粉并促进异花授粉。
当他们观察这些植物的花客和潜在传粉者时,这种可能性变得更加清晰。研究人员记录了该属的四种蜜蜂 中心,一个以与产油花密切相关而闻名的群体,雌性用它们来 喂养它们的幼虫,建造它们的巢,甚至作为成虫的食物。然而,由于访问次数及其与生殖结构的接触,他们认为 深色 C. fuscata 和 埃涅阿 作为该种群的主要传粉媒介。根据他们的观察,当这些蜜蜂访问花朵时,较大的雄蕊会接触它们身体的背部,将花粉留在安全的地方,雌蕊也会接触到这些地方。最有趣的是,由于有两种花形态,例如,雌蕊向左弯曲的花朵的花粉到达雌蕊向右弯曲的花朵的雌蕊的可能性增加,反之亦然,从而促进两个变体之间的授粉。

最后,Bezerra 及其同事强调,产油花中对映体的这一新记录为解决与其在这组植物中的进化和功能相关的令人着迷的问题提供了空间。这是一个很好的例子,说明在我们的花园、城市或森林的花朵中观察到的不同特征如何对植物的繁殖方式产生巨大的影响。希望下次当您看到一朵具有令您好奇或惊讶的特征的花时,您可能会想:这如何影响它的授粉?
阅读文章:
Bezerra,ELDS,Sabino‐Oliveira,AC 和 Machado,IC (2023)。 八角茴香 (A. Juss.) Griseb(金虎尾科):油花物种中第一例对映体。南方生态学,48(7),1466-1472。 https://doi.org/10.1111/aec.13402

卡洛斯·A·马塔拉纳·波多黎各 (Carlos A. Matallana Puerto) 是一位植物学家,热衷于研究被子植物的花卉和生殖生物学。他的研究重点是陷阱花授粉系统的生态学和进化。
Carlos A. Matallana Puerto 的西班牙语和葡萄牙语版本。
封面图片由安娜·卡罗莱纳·萨比诺·奥利维拉拍摄。