种子在植物历史上的传播历程

植物一生中的大部分时间都扎根于同一地点，但它们的种子却能传播得非常远。这个过程被称为种子传播，看似只是植物生命中一个短暂的阶段，但实际上却意义非凡。对于种子而言，这段旅程可能意味着躲避同胞的竞争，抵达更安全的生长环境，或者在气候条件变化时找到依然适宜生存的地方。

开花植物，也称被子植物，进化出了多种传播种子的方式。有些种子搭乘食果动物的躯体传播，有些随风飘散，有些漂浮在水面上，还有一些种子则像微型弹射器一样从爆裂的荚果中发射出去。这些传播方式被称为扩散模式，它们影响着植物的分布、种群间的联系以及物种对未来气候变化的应对方式。

科学家们长期以来一直怀疑，动物传播帮助开花植物取得了巨大的成功，并促成了它们成为当今物种最丰富、最具统治力的植物类群。化石表明，早期被子植物的种子和果实通常很小，而动物传播则在后期变得更加普遍，尤其是在白垩纪时期，大约始于105亿年前。这一时期与森林的演变以及鸟类和哺乳动物在生态系统中扮演越来越重要的角色相吻合。早期的研究还表明，风力传播可能在干燥开阔的生境中更为常见，而动物传播则在温暖潮湿的热带森林中更为普遍。但这些观点大多基于化石、局部研究或特定的植物类群。仍然缺乏的是一项涵盖数千种物种的全球性研究，将传播方式与植物进化、气候历史和当今的地理环境联系起来。

在最近发表的一项研究中 New Phytologist由卢瑾领导的研究团队通过研究种子传播方式的全球分布和演化历史来填补这一空白。为此，该团队将来自各种可用来源的种子传播信息与物种分布、演化关系和气候数据相结合，并将每个物种归入动物传播、风力传播、水力传播或自身传播这四类。最终，他们汇编了一个包含来自297个科的35,131种开花植物的数据集——涵盖了现存被子植物科的70%以上。

下一步是将这些物种置于开花植物的系统发育树上。这使得研究团队不仅可以探究当今哪些植物采用哪些传播方式，还可以探究这些策略在进化过程中可能发生了哪些变化。通过比较现今的传播方式与物种间的关系，该研究重建了可能的祖先状态，并估算了谱系何时从一种传播方式转变为另一种传播方式。 

他们随后绘制了物种分布图，并计算了每种扩散方式在全球的普遍程度。然后，他们将这些地理分布模式与当今的气候、风向、海拔以及自末次冰盛期（约21,000年前冰盖面积最大的寒冷时期）以来的气候变化估算值进行了比较。

最后，他们运用多种统计模型来检验传播方式是否与更快的物种形成率或更低的灭绝率相关。有了这些工具，这项研究就可以从全球地图和系统发育树转向一个更宏大的问题：种子传播方式在开花植物进化过程中究竟发挥了什么作用？

金及其同事发现，开花植物种子传播的历史远非一成不变。最早的被子植物很可能是通过动物传播或自身传播的，但它们的后代在数百万年的时间里不断改变传播方式。水力传播较为罕见，而且似乎特别不稳定，常常被其他传播方式所取代。

大约105亿年前，动物迁徙开始变得更加普遍，这一重大转变始于大约85万年前，当时开花植物正在重塑许多陆地生态系统。这种转变与远古时期的气温变化有关，但并非简单的线性关系。起初，人们认为气候变暖导致更多物种转向动物迁徙。然而，即使全球气温下降，这种转变仍在继续，这表明其他因素，例如森林的变化以及食果鸟类和哺乳动物的出现，也可能发挥了关键作用。

出乎意料的是，这项研究并不支持长期以来关于动物传播有助于开花植物更快多样化的观点。传播方式或许在某些特定植物类群中仍然重要，但它似乎并非所有被子植物物种形成的简单驱动力。

全球格局更加清晰。动物扩散在温暖的热带地区最为常见，尤其是在南美洲和热带亚洲。随着纬度升高，物种的自我扩散则更为普遍。风力扩散在中纬度地区最为常见，且与降雨量的相关性强于与风速本身的相关性。自末次冰盛期以来气候变化较大的地区，往往也拥有更多依靠动物和风力扩散的物种。

这些结果共同表明，种子传播受漫长的进化历史、当今气候以及过去气候剧变的影响，而非受单一普适规律的制约。这并非某种策略优于其他策略的简单故事，而是植物对不断变化的森林、气候以及周围动物、风和水等环境因素做出响应的记录。植物或许扎根于某处，但其未来可能取决于种子能够传播到何处，以及它们如何到达那里。

阅读文章：

金丽, 李梅, 王.., et al.. 2026. 被子植物种子传播方式的演化历史和全球分布。 New Phytologist 250：1217 1230。 https://doi.org/10.1111/nph.70967

西班牙语和葡萄牙语翻译：Erika Alejandra Chaves-Diaz

封面图： 大胡瓜 by 迪内斯克·瓦尔克（维基共享资源， CC BY-SA 2.0）.