马里奥·瓦列霍·马林:授粉中的热门问题
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马里奥·瓦列霍·马林:授粉中的热门问题

《植物学一号》采访了墨西哥进化生物学家马里奥·瓦列霍·马林博士,他对植物和传粉媒介之间的进化相互作用很感兴趣。

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您认识会喜欢这个的人吗?

植物种类繁多,植物学家也是如此!Botany One 的使命是传播有关植物世界的迷人故事,同时也向您介绍这些伟大故事背后的科学家。

今天我们请到的是马里奥·巴列霍-马林博士,他是一位进化生物学家,研究方向为植物进化以及传粉媒介如何影响花卉的进化,反之亦然。他在墨西哥城长大,这座城市美丽、庞大,却又喧嚣,坐落于墨西哥中部高原山谷之中。在那里,他在墨西哥国立自治大学(UNAM)生态研究所学习生物学。该研究所位于一个面积虽小但风景优美的生态保护区内,该保护区位于附近火山喷发后留下的熔岩原上。他离开墨西哥,前往美国杜克大学攻读博士学位,并计划几年后返回墨西哥。巴列霍-马林继续游历,先是在多伦多大学做博士后,然后前往苏格兰斯特灵大学,在那里他开始了第一份永久性工作。如今,离开墨西哥25年后,他作为生态植物学教授在瑞典乌普萨拉大学工作。

一名身穿橙色野外衬衫的男子坐在地上,手里拿着一个标本容器。他们身处一处干燥多石的户外环境,这是一处野外研究场地。他们身旁可见一个深色袋子,或是一个研究设备。
瓦列霍-马林在田野调查期间采集传粉昆虫。摄影:马里奥·瓦列霍-马林。

是什么让您对植物产生了兴趣?

我在墨西哥学习生物的时候,对植物并没有特别感兴趣。和大多数人一样,我以为动物更有趣一些,因为它们的活动方式和行为举止都显而易见。我第一次把植物作为一个研究对象,是因为我本科的导师塞萨尔·多明格斯(Cesar Dominguez)建议,如果我想做进化实验,植物更容易操控,更容易固定,而且在实验中,当你砍、扭、粘或其他方式改变它们时,它们也不会抱怨太多。从那时起,我就对植物,尤其是它们的花朵着迷;我对它们了解得越多,就越对它们充满热情。当然,研究植物时,你永远不能远离其他生物,而且在过去的几年里,我也对蜜蜂如何响应它们所拜访的花朵而运作、行为和进化产生了兴趣。

是什么促使您追求当前的研究领域?

目前,我有两个主要的研究领域,每个领域的动机都不同,但都源于我对进化生物学的兴趣,这种兴趣源于我本科时选修了一门群体遗传学课程。我目前研究的一个领域是一些蜜蜂进行的一种授粉方式,叫做嗡嗡授粉。嗡嗡授粉是指蜜蜂利用振动从某些花朵中摇出花粉。我研究它的运作方式以及它进化的原因。我第一次注意到嗡嗡授粉是在攻读博士学位和博士后期间,但直到一次偶然的机会,我遇到了一位声学生物学家保罗·德·卢卡,我才开始认真研究它。保罗获得了皇家学会的资助,去拜访他共同的朋友卢克·布西埃尔,研究苏格兰蚱蜢的声学通讯。即使在温暖的月份,苏格兰的蚱蜢也并不特别丰富,所以当他们决定寻找其他项目时,我建议我们一起研究嗡嗡授粉。保罗在声音分析方面的专业知识是我们能够研究嗡嗡授粉蜜蜂的机械特性的关键因素。这个项目激发了我长期以来对蜂鸣授粉的兴趣,从近因机制到终极问题,对蜂鸣授粉进行了深入研究。我和保罗合作多年,直到几年前他不幸去世。研究蜂鸣授粉非常有趣,也给了我很多理由去一些很棒的地方测量蜜蜂和花朵的振动,包括澳大利亚、墨西哥、欧洲、南非和巴塔哥尼亚!我的第二个研究领域是研究如何通过全基因组复制(多倍体)和杂交形成新物种,为此,我研究了猴花(沟酸浆属 spp.)。我的创作灵感也与偶然相遇息息相关,不过这次,我在苏格兰的一条小溪里偶然发现了一朵似曾相识的花。不过,或许这个故事最好留到下次再讲。

这张特写照片拍摄的是一只大黄蜂正在采摘一朵紫色的花。这只蜜蜂有着标志性的黑黄相间的绒毛,腹部有一块明显的橙红色斑块。它似乎正在从一朵花瓣精致的小紫花上采集花粉。这朵花长在红紫色的茎上,背景中模糊的植物枝叶营造出柔和自然的散景效果。
一只大黄蜂正在采蜜,采蜜的是一朵嗡嗡授粉的花。摄影:Mario Vallejo-Marin。

两件事:去野外做实验。我喜欢野外工作,在偏远地区寻找植物和蜜蜂,探索新的地方,并远行去研究和拍摄自然。多年来,我的植物野外工作让我受益匪浅,让我有机会游览许多美妙的地方,从遥远的阿留申群岛到令人叹为观止的巴塔哥尼亚安第斯山脉的山峰,再到中美洲和南美洲的热带森林。如果我从事其他工作,我去过的很多地方都很难看到。野外工作是新旧项目源源不断的灵感来源。和许多人一样,我发现在自然环境中与生物直接接触并近距离观察自然是激发新想法的最佳方式,也有助于我们为撰写科学论文时提出的解释和阐释奠定基础。不在野外工作时,我最开心的是在实验室里摆弄机器和设备,进行嗡嗡授粉的实验。当我这样做的时候,我感觉自己是在玩耍而不是在工作,这让我想起了我们 80 年代小时候玩的游戏,那时我们用木制工具箱、旧闹钟、松散的电缆和丰富的想象力来构建“电脑”。

有哪些特定的植物或物种引起了您的研究兴趣或启发?如果是这样,它们是什么以及为什么?

植物总是能激发我的灵感,我能想到很多植物,它们要么因为引人注目的花朵、独特的授粉方式,要么仅仅因为奇特的植物形态而一直吸引着我!但我最喜爱的植物是苏格兰猴花。 游隼几年前,我有幸发现并描述了这个物种。苏格兰猴花是由两种入侵物种进化而来的,它们大约200年前分别来自南美和北美洲,并在英国定居。在英国,这两种植物杂交,并在不到150年前通过全基因组复制产生了一个新物种。因此, 游隼 是一个比达尔文的《物种起源》更年轻的新进化物种。发现这种植物,为我们已知的少数几个通过全基因组复制而形成的近期物种形成案例增添又一例证,是我学术生涯中最快乐的事之一。

您能否分享您工作中的一段经历或轶事,这些经历或轶事在您的职业生涯中留下了深刻的印象,并重申了您对植物的迷恋?

我在多伦多做博士后的时候,休了几周假,和朋友兼同事鲍里斯·伊吉克(Boris Igic)一起去墨西哥西部进行实地考察。几年前,我和鲍里斯在一次进化论会议上相识,发现我们都对一个鲜为人知但非常酷的研究系统感兴趣。这个系统在1970世纪XNUMX年代由一位名叫迈克尔·惠伦(Michael Whalen)的研究员研究过。惠伦发现了一个奇怪的案例,两种 在异域生长时,它们的花朵相似,但在两个物种相遇的接触区域,其中一个物种的花朵大小会发生非常显著的变化。这些物种的情况 部分 安德罗角属 仍然是生殖性状置换的一个经典但鲜为人知的潜在例子。鲍里斯和我决定追溯惠伦的足迹,亲眼看看这种模式是否像旧文献报道的那样清晰。几天来,我们驾车和徒步旅行,穿越锡那罗亚州西部、纳亚里特州和索诺拉州,不幸的是,这些地区与贩毒集团的联系比与植物学的联系更为出名,在那里进行实地考察变得相当棘手。在最初几天搜寻失败并与名声可疑的人近距离接触后,我们终于找到了接触区和旧论文中描述的模式。看到花朵大小在同类存在下发生的巨大变化,促使我们与鲍里斯进行了许多科学讨论,产生了许多想法,并促成了一次前往墨西哥美丽地区的极其有益和令人兴奋的科学考察。

一个人站在山地灌木丛或芬博斯(fynbos)景观中的徒步小径上。他身穿绿色夹克、浅色衬衫、蓝色牛仔裤和登山靴,一手拿着一顶宽边帽。地形以岩石土壤和多样化的原生植被为主,包括草丛和小灌木。背景是一片广阔的山坡,覆盖着类似的灌木丛植被。
瓦列霍-马林在田野调查期间。摄影:马里奥·瓦列霍-马林。

您会给考虑从事植物生物学职业的年轻科学家什么建议?

和大多数其他职业一样,在植物生物学领域取得成功,既需要决心,也需要机遇和运气。机遇和运气往往不在我们掌控之中,所以剩下的就是坚持做你感兴趣和热爱的事情。植物科学领域的职业发展空间非常多样化,我的建议是,要对你的职业道路保持开放的心态。博览群书,不要害怕走出自己的舒适区。你永远不知道下一个职业机会或学术洞见会在何时何地出现。也许不那么重要,但同样关键的是:尽可能地去做你真正关心和感兴趣的事情,根据资助者的说法,这些事情可能不是最新的趋势。你肯定不想被困在一个无法激发你想象力的流行项目上。

人们通常对植物有什么误解?

他们很无聊!

卡洛斯·奥多涅斯·帕拉

卡洛斯 (他/他) 是哥伦比亚种子生态学家,目前在米纳斯吉拉斯联邦大学 (巴西贝洛奥里藏特) 攻读博士学位,同时担任 Botany One 的科学编辑和国际种子科学学会的通讯官。您可以在 Bluesky 上关注他,他的账号是 @caordonezparra。

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作者

Carlos A. Ordóñez-Parra

卡洛斯(他/他)是巴西米纳斯吉拉斯联邦大学的哥伦比亚籍博士候选人。他目前担任《植物学一号》(Botany One)的编辑和国际种子科学学会的通讯官员。您可以在@caordonezparra.bksy.social上关注他。

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