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受威脅植物海菜花的兩性模擬和“不完美”的欺騙性傳粉
在自然界，很多植物通過(guò)向傳粉者提供回報(bào)（如花蜜、花粉等）誘使傳粉者為其傳粉。但有的植物不為傳粉者提供回報(bào)，而是利用擬態(tài)來(lái)欺騙傳粉者為其傳粉，這種現(xiàn)象被稱為欺騙性傳粉（deceit pollination）。蘭科植物提供了許多欺騙性傳粉的著名案例，在這些欺騙性傳粉體系中，模擬者和被模擬對(duì)象常常是不同的物種。而在一種被稱為兩性模擬（intersexual mimicry）的欺騙性傳粉中，模擬者和被模擬對(duì)象則是同一種植物。在自然界，僅約6%的被子植物為雌雄異株，其中一些植物存在雄花有回報(bào)而雌花無(wú)回報(bào)的特征。一個(gè)物種的生殖成功需要保證傳粉者既訪問(wèn)雄花也要訪問(wèn)雌花。在這類植物中，無(wú)回報(bào)的雌花如何通過(guò)模擬有回報(bào)的雄花從而欺騙傳粉者訪問(wèn)成為了一個(gè)有趣的研究問(wèn)題。
海菜花（Ottelia acuminata）是分布在中國(guó)南部的一種雌雄異株的水生植物，曾為云南高原湖泊的象征。它對(duì)水體污染敏感，僅輕度污染就能導(dǎo)致一個(gè)水體內(nèi)所有的海菜花消失,曾經(jīng)有海菜花分布的很多湖泊現(xiàn)在已經(jīng)難見(jiàn)其蹤影。雖然中國(guó)高等植物受威脅物種名錄（2017）將海菜花評(píng)為易危（VU），但其脆弱性超過(guò)陸生的受威脅植物，國(guó)家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)“中國(guó)西南地區(qū)極小種群野生植物調(diào)查與種質(zhì)保存”項(xiàng)目（2017FY100100）將其列入了調(diào)查物種。
研究發(fā)現(xiàn)海菜花存在兩性模擬的欺騙性傳粉：海菜花的雌花對(duì)傳粉者（中華蜜蜂）沒(méi)有回報(bào)，但雌花的花部形態(tài)、花部色素及花香的成分和比例與有花粉回報(bào)的雄花極其相似。有趣的是，海菜花雌花散發(fā)的花香顯著高于雄花且尺寸略大，這兩個(gè)特征都有利于雌花在與雄花競(jìng)爭(zhēng)傳粉者訪問(wèn)中有更佳的“廣告”效果，但是也意味著海菜花在進(jìn)化過(guò)程中可能受到了花粉限制（pollen limitation）的影響，即雌花的成功傳粉可能長(zhǎng)期受到傳粉者不足的限制。
那么，雌性海菜花的模擬是否成功欺騙了傳粉者呢？研究發(fā)現(xiàn)，雖然海菜花種群的雌雄株比例約為1：7，但中華蜜蜂的訪花行為在次數(shù)上對(duì)雄花有顯著偏好。這意味著中華蜜蜂能夠識(shí)別雌雄花并更多的訪問(wèn)了雄花，雌花的欺騙并不“完美”。但是，這個(gè)結(jié)果并沒(méi)有導(dǎo)致此研究中的海菜花種群出現(xiàn)強(qiáng)烈的花粉限制。夏婧等（2013）研究發(fā)現(xiàn)種群大小和雌雄花比例會(huì)影響海菜花人工種群的花粉限制。結(jié)合他們的研究，研究人員推論：雖然海菜花雌花的模擬并不能完全騙過(guò)傳粉者，但是仍起到了避免傳粉者強(qiáng)烈歧視并引導(dǎo)傳粉者偶然受騙的效果，保證了傳粉者的訪問(wèn)中仍有一小部分給予了雌花（有研究認(rèn)為偶然地訪問(wèn)無(wú)回報(bào)的花對(duì)傳粉者的懲罰是微小的，并不會(huì)導(dǎo)致傳粉者強(qiáng)烈的去避免這種錯(cuò)誤）。因此，在傳粉者數(shù)量及訪花次數(shù)高的種群中，雌花獲得的訪花數(shù)量提高并抵消了傳粉者歧視可能引發(fā)的花粉限制。而一個(gè)足夠大、雄花足夠多的海菜花種群，預(yù)告了豐富的回報(bào)，更可能獲得傳粉者的光臨。這時(shí)，兩性模擬的欺騙性傳粉雖然不完美但已足夠有效了。這個(gè)研究對(duì)保護(hù)海菜花及具有類似傳粉機(jī)制的植物有重要的意義，揭示了這類植物的繁殖和更新對(duì)傳粉者數(shù)量及其訪花行為具有較高的依賴，在遭遇種群萎縮時(shí)可能會(huì)更加脆弱，也提醒保護(hù)工作者對(duì)海菜花和類似植物開(kāi)展人工種群恢復(fù)或重建時(shí)需要重視構(gòu)建合理的種群規(guī)模和雌雄比例。
該研究交叉結(jié)合了保護(hù)生物學(xué)、動(dòng)植物協(xié)同進(jìn)化和植物化學(xué)生態(tài)學(xué)的研究方法，以“Intersexual mimicry and imperfect deceit of a threatened aquatic herb Ottelia acuminata”為題在線發(fā)表于Journal of Systematics and Evolution期刊。
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