中科院专家发现植物伪装术 选择强度越高效果越好

来源: 澎湃新闻  作者:   日期: 2017-10-11 14:42:06
近日,中科院昆明植物研究所高山植物多样性研究组的孙航研究团队发现,植物可以通过表型分异实现伪装色彩,局部适应周围环境……

中国园林网10月11日消息:在弱肉强食的世界里,避免被天敌发现是首选的防御策略。伪装是各种生物惯用的防御伎俩,而隐蔽色(Cryptic coloration)则是最常见的伪装方式。拥有隐蔽色的生物通过特殊的体色将自身与环境融为一体,以达到伪装的目的。

近日,中科院昆明植物研究所高山植物多样性研究组的孙航研究团队发现,植物可以通过表型分异实现伪装色彩,局部适应周围环境。

半荷包紫堇的生活史背景。a:自然环境中的植株;b,c:不同生境的迥异色彩;d:产卵的绢蝶(彭建生 摄影);e:绢蝶卵粒(箭头指示);f:绢蝶幼虫;g:几乎被取食殆尽的紫堇小苗。

流石滩上的隐士

极高山地区,由于强烈的冻融风化作用,岩石容易碎裂崩解。崩解的岩石散落堆积,就形成了流石滩。远观,这里似乎是不毛之地;近看,石缝中却孕育着诸多特有的动植物。由于视野开阔没有遮挡,生活在这里的生物被天敌发现的风险无疑更高。

一些紫堇属植物仅生长在西南高山的流石滩环境中,其中的一些种类是绢蝶属昆虫(一类北半球高山及高纬地区特有的蝴蝶)的寄主。雌性绢蝶成虫依靠视觉寻找寄主,并将卵产在心仪的寄主附近,蝴蝶幼虫孵化后即以紫堇为食。体型矮小的紫堇在遭受幼虫的啃食后常常面临灭顶之灾。

该研究组在多年前已经发现,某些紫堇群体中同时包含两类叶色的个体:既有“正常”的绿色型,也有“特殊”的隐蔽色型。具有隐蔽色的个体与周遭的岩石非常相似,很容易被人忽略,只有在开花的时候才暴露自己。以囊距紫堇(Corydalis benecincta)为研究对象,研究者此前已经证实,与绿色个体相比,伪装色个体具有更高的生存概率。

然而,流石滩本身的色彩常常千差万别,这意味着生物的“背景”不是一成不变的。以云南白马雪山为例,强烈的造山运动将不同地质历史时期形成的岩石挤压和抬升到一起,相距几十公里内的不同山头,有的棕褐、有的暗红、有的灰白。对这些现象的观察引发了一个大胆猜测:为实现最佳的伪装,紫堇的体色是否会在不同的山头间发生适应性的分化呢?

选择强度越高,伪装效果越好

近年来,研究者以半荷包紫堇(Corydalis hemidicentra)为研究对象,收集到五个群体的叶片和岩石样本,测得了它们的反射光谱数据(色彩),并利用蝶类的色彩感受模型加以分析。结果表明,尽管它们同为一个物种,且相距并不遥远,但群体间的叶色却发生了明显的分异。研究者甚至可以仅仅通过叶子的色彩判定某个个体大约产自哪个山头。更有意思的是,灰白色流石滩上生长的个体叶色灰白,而暗红色岩石中生长的个体叶色红褐。简言之,叶色几乎总是与其原本所在的岩石背景最为匹配,表现出局部适应的格局。

此外,叶色的伪装效果在群体间也具有显著的变化,某些山头的伪装更好一些(更难被发现),某些群体则稍差一些。同时,绢蝶危害的程度(选择强度)在不同山头间也有差异,某些山头叶片被啃食的比例比其他山头更高。一个貌似合理的推测是,在较强的选择压力下,叶色将会向着伪装更好的方向演化。

通过相关分析进行检验后,研究者确实在两者间找到了强烈的相关趋势,即选择强度越高,伪装效果越好。

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关键词: 植物 伪装 研究

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