在大自然的舞臺(tái)上，被子植物和傳粉昆蟲之間的互動(dòng)，一直被視為推動(dòng)兩者物種數(shù)量不斷增加、變得豐富多樣的關(guān)鍵力量。就像大家一直覺得，植物和傳粉昆蟲是 “默契搭檔”，嚴(yán)格遵循著 “你變我也變” 的協(xié)同進(jìn)化規(guī)則，一起進(jìn)化出新的物種。但奇怪的是，這個(gè)傳統(tǒng)的認(rèn)知，卻沒辦法完整解釋植物和傳粉昆蟲到底是怎么一步步變得如此多種多樣的。

之前，中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園的研究人員發(fā)現(xiàn)，在榕樹和榕小蜂這種 “專性傳粉” 的關(guān)系中，存在一種 “發(fā)散式協(xié)同進(jìn)化” 模式。簡(jiǎn)單來說，傳粉者會(huì)轉(zhuǎn)移到不同宿主植物上，植物之間也會(huì)雜交融合，這種模式才是榕樹 - 榕小蜂物種多樣化的主要原因。那么問題來了，這種模式在其他 “專性傳粉” 關(guān)系里也適用嗎？

為了找到答案，科學(xué)家們開始了一場(chǎng) “大探索”。他們?cè)诒蛔又参镏芯奶暨x了 6 類經(jīng)典的 “專性傳粉系統(tǒng)”，其中有 4 類是傳粉者和植物關(guān)系特別緊密，傳粉者還會(huì)在植物上養(yǎng)育后代；另外 2 類則是傳粉者能自由生活，只是和植物保持著特定傳粉關(guān)系。然后，科學(xué)家們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)收集了 11 組動(dòng)植物傳粉關(guān)系的信息，還有這些動(dòng)植物的 “家族進(jìn)化樹” 數(shù)據(jù)。就像通過家族族譜了解家族成員的關(guān)系和發(fā)展，科學(xué)家用 “協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育分析” 的方法，推測(cè)出不同的進(jìn)化事件，比如一起進(jìn)化成新物種（協(xié)同成種）、傳粉者換 “工作單位”（宿主轉(zhuǎn)移）、自己獨(dú)立進(jìn)化（獨(dú)立成種）、“合作關(guān)系破裂”（關(guān)系破裂）等，對(duì)植物和傳粉者現(xiàn)在的物種多樣性和它們之間關(guān)系模式的形成，各自貢獻(xiàn)了多少力量。

圖1. 植物-昆蟲協(xié)同系統(tǒng)發(fā)育分析方法示意（a）、六個(gè)專性動(dòng)植物傳粉系統(tǒng)選擇（b）及動(dòng)植物協(xié)同物種多樣化的主要進(jìn)化事件的相對(duì)頻率（c-d）的推測(cè)結(jié)果。

研究結(jié)果讓人大吃一驚！在所有研究的傳粉系統(tǒng)里，植物和傳粉者 “一起進(jìn)化成新物種” 的情況，發(fā)生的頻率竟然比其他非協(xié)同進(jìn)化事件要低很多。植物和傳粉者協(xié)同成種的事件只占 3% - 44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有大家以前認(rèn)為的那么多。反而是其他非協(xié)同事件，像傳粉者轉(zhuǎn)移到新植物上（最高占 63%）、傳粉關(guān)系消失（最高占 51%）、傳粉者自己進(jìn)化（最高占 47%），占據(jù)了主導(dǎo)地位，這些非協(xié)同事件加起來最高能達(dá)到 97% ！而且，不同傳粉系統(tǒng)比較后發(fā)現(xiàn)，在傳粉者會(huì)在植物上養(yǎng)育后代的系統(tǒng)里，協(xié)同成種事件發(fā)生的頻率，比傳粉者自由生活的系統(tǒng)要高一些。

這次研究，第一次用大量證據(jù)推翻了傳統(tǒng)認(rèn)知，證明植物和傳粉者一起進(jìn)化成新物種，并不是讓它們變得多樣化的主要原因，反而支持了更加靈活、多變的 “發(fā)散式協(xié)同多樣化模式”。更有意思的是，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，在植物和 “造癭者” 這種相互對(duì)抗的關(guān)系體系里，也存在類似的模式，這就進(jìn)一步說明，這種 “發(fā)散式協(xié)同物種多樣化模式” 在自然界里很普遍。

這項(xiàng)研究可不只是一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，它還為保護(hù)生物多樣性帶來了新思路。即使在動(dòng)植物關(guān)系最緊密的系統(tǒng)里，它們之間的關(guān)系本來就是動(dòng)態(tài)變化的。這就提醒我們，在保護(hù)生物多樣性的時(shí)候，要重視生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的變化。在如今環(huán)境快速改變的情況下，如果我們能巧妙地調(diào)整這些生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，說不定能幫助更多物種更快地適應(yīng)新環(huán)境，讓大自然的生物多樣性更加豐富。

這項(xiàng)研究成果發(fā)表在國(guó)際動(dòng)物學(xué)會(huì)官方期刊Integrative Zoology上，還因?yàn)殛P(guān)注度高，榮獲 “Wiley 威立中國(guó)高貢獻(xiàn)作者” 論文。下次當(dāng)你看到蜜蜂在花叢中忙碌，或許可以想想，它們和花朵之間，正上演著一場(chǎng)復(fù)雜又有趣的 “進(jìn)化大戲” 呢！

作者：王剛

原文：植物-傳粉者的發(fā)散式協(xié)同多樣化模式具普適性

http://xtbg.cas.cn/2022/kxyj01/kydt_1/202502/t20250205_7524880.html

來源: 西雙版納熱帶植物園