人们可能会认为同种植物的行为应该相同。如果它们看起来一样,为什么吸引传粉者的方式却不一样呢?但汉娜·托斯特曼及其同事的研究表明,在意大利亚平宁山脉,两个不同种群的植物…… 高山南芥相距仅4公里,生产 可察觉的不同花香 并吸引部分不同的传粉昆虫群落。
这些植物的主要区别在于它们的海拔高度。低海拔植物生长在海拔约900米的地方,那里是蚕蛾以及其他昆虫的栖息地。 蜂鸟天蛾 还有蜜蜂。在海拔1700米的山区,苍蝇依然会光顾,但飞蛾和蜜蜂则被食蚜蝇所取代。 橙尖蝶 代替。
为了探究植物与其传粉昆虫之间的相互作用,托斯特曼及其同事在植物周围设置了观察点,记录哪些昆虫会造访哪些植物。他们利用网罩观察传粉是在白天还是夜晚进行。在瑞典,他们种植了来自两个种群的植物,并在受控条件下,于24小时周期内分四个时间点采集其气味样本。此外,他们还解剖了单朵花,以确定哪些组织产生哪些化合物。
他们发现,花朵上的气味差异并非均匀分布。他们写道:“不同种群间的花香差异主要集中在花瓣和生殖器官上……”尽管存在这些差异,但无论温度如何,每个种群都能昼夜稳定地散发气味。即使温度降至5摄氏度,情况也未发生改变。这种持续不断的气味释放表明,对于该物种而言,制造气味的成本极低。低到需要花费更多精力去构建控制气味开关的生物机制。
他们还发现,即使将植物种植在瑞典的温室中,气味差异仍然存在。这表明这些差异是基因造成的,而非环境因素导致的。它们可能是同一物种,但结构却有所不同。
令人费解的是,如此相似、如此接近的植物,为何会散发出如此不同的气味。最显而易见的解释是,它们需要吸引不同的传粉昆虫。然而,Thosteman 和他的同事们也不能排除其他可能性。例如,或许是当地的拮抗植物,比如 花食动物这或许能解释它们改变气味的合理性,尽管研究人员在这些种群中几乎没有发现这种迹象。这甚至可能是基因漂变造成的,不过他们指出,仅仅向上移动四公里,就需要它们在山坡上进行相当曲折的迁徙。
这两个种群为何会分化,还有待未来研究。就目前而言,关键在于:大多数人会认为生长在岩坡上的普通白花,但这种植物的化学成分却与山谷下游的邻近植物截然不同。 高山南芥 连植物学家都会感到惊讶的植物,那么在你上班途中看到的植物中又隐藏着怎样的多样性呢?
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托斯特曼,H., 艾森,K., 蒙哥马利,C., 程,X., 佩斯,L.和 弗里伯格,M. (2025)广食性授粉 高山南芥 在多个尺度上展现花香变化。 北欧植物学杂志。 可在: https://doi.org/10.1002/njb.04893.
封面图片: 高山南芥 by Drepanostoma / iNaturalist CC BY