一株低矮的植物,生长在浅色的岩石和白色的砾石之间,开着三朵盛开的黄色星形花。
成长与发展

不育雄蕊如何产生更多种子

有一种植物用假花瓣代替了部分雄蕊,这引起了蜜蜂的注意。

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雄蕊是花朵中提供花粉的部分,这是它的主要功能。因此,虽然不育的雄蕊听起来似乎没什么用,但成千上万种植物已经独立进化出了这种特性。 退化雄蕊或者说是不育的雄蕊。凌及其同事对此进行了研究。 植物中的花瓣状退化雄蕊 Mentzelia integra,Virgin Blazingstar。

花瓣状退化雄蕊是指失去产生可育花粉能力,并扁平化成花瓣状的雄蕊。它并非真正的花瓣,因此被称为花瓣状;它也不是真正的雄蕊,所以被称为退化雄蕊。已知这些花瓣状退化雄蕊会影响传粉昆虫,但尚不清楚它们是否也会影响种子结实率。这些花朵是否为了吸引传粉昆虫而牺牲了花粉产量呢?

研究团队将植物上的花朵配对,其中一朵花保持完整,另一朵花则用镊子摘除雄蕊。这样一来,植物本身和生长地点就不会成为造成访花次数差异的原因。

从上方俯瞰,一朵盛开的黄色花朵,外圈大约有十片狭长的尖瓣,中心浅色,周围簇拥着一簇较短的黄色小花。几朵含苞待放的乳白色和绿色花苞,以及灰绿色波浪状边缘的叶片环绕着它,背景是浅色的砾石和枯萎的植被。
Mentzelia integra by 凯罗克里斯 CC BY-NC

雄蕊退化对花朵来说是坏消息。在三个互不相关的蜜蜂群体中,结果都一样,访花次数下降。 花珊瑚属超级智利 与未经处理的花朵相比,蜜蜂对切花的访问次数只有原来的三分之一。 珀迪塔另一种蜜蜂属的访花次数减少了一半。

这种访花频率的变化对种子形成产生了影响。未经处理的花朵中近80%的种子发育成熟,而切花中只有略高于一半的种子发育成熟。 Mentzelia integra 不能依赖自交。套上袋子的花朵,由于没有授粉媒介,根本无法结籽。

退化雄鹿似乎主要依靠接近猎物来发挥作用。团队只能安排时间进行拜访。 珀迪塔这是三只蜜蜂中体型最小的一只。对这只蜜蜂来说,访花时间并没有显著差异。它们一旦落到花朵上,在切花和完整花朵上停留的时间一样长。因此,这种影响似乎是视觉上的,而非物理上的。

一株低矮的灌木,开着几朵盛开的黄色花朵,还带着淡黄色的未开放花苞,紧贴着裸露松软的土壤生长。右侧还有一株同种的、较小的植物。在它后面,裸露的、被侵蚀的山坡向上延伸至一座岩石山脊,蓝天下,阳光穿透地平线附近的一片云层。
Mentzelia integra by cairochris / iNaturalist CC BY-NC

对于 Mentzelia integra 这种权衡是有效的,牺牲一些花粉产量来换取更高的可见度至关重要。在美国西南部干旱多风的地区,这些花朵只在傍晚短暂开放。在短暂的时间窗口内吸引传粉昆虫是成功繁殖的关键,必须在为时已晚之前完成花粉的采集和传播。

这并非一项完美的实验。破坏退化雄蕊可能会对花朵产生其他影响,例如释放与抵御食草动物相关的化学物质,这可能会令人反感。但对于处女烈焰花来说,不育的雄蕊似乎对它失去“处女之身”大有帮助。

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凌,T.Fabre, P.、Kloss, N. 和 Schenk, J. (2026) 花瓣状雄蕊增强了干旱适应植物的传粉者吸引力和种子结实率。 林奈学会植物学杂志。 可在: https://doi.org/10.1093/botlinnean/boag082.

封面图片: Mentzelia integra by Zach Coury / iNaturalist CC BY-NC

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作者

Alun Salt

Alun(他/他)是 Botany One 的制作人。他的工作是维护服务器的正常运行。

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