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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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关于我

什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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花日历(三十二)男女分工好处多   

2014-05-19 19:41:12|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:顾 有容

玉叶金花属是我读博士所在课题组的主要研究对象之一。虽然跟我的方向无关,但当年我也参与了很多该属的分类、传粉和演化的工作,以至于现在看到树梢的白色还会习惯性地多看两眼。这个属有很多好玩的八卦,比如说有个实际上不存在的种位列中国重点保护植物名录……另外我也是从相关工作里第一次知道“处女花”这个概念(视频中有真相)。总之故事很多,一时不知道这片子的文案如何下笔,所以拖了很久……

最后我决定写得高大上一点。研究玉叶金花属的目的是了解植物性别系统的演化、二型花柱现象形成和破损的机制,这两点正好在常见种玉叶金花Mussaenda pubescens上都有体现。

请看视频

去年3月我写了一条随手拍解救单身迎春花妹纸的日志,简单介绍了二型花柱(Distyly)现象;花日历S3E3介绍了更为复杂的三型花柱(Tristyly),更早的S1E5介绍了镜像花柱(Enantiostyly),除此之外还有一种没那么特化的花柱长度二态(Stigma-height
dimorphism,是说花药高度固定而柱头有两种不同的高度)。这四种现象合称雌蕊花柱多态性(Stylar polymorphisms),这样的机制能同时保证异株传粉和传粉精确性。分类和原理见下两图。

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【图1 花柱多态性的分类,引自Barrett 2000.】

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【图2 二型花柱的适应意义,引自Barrett 2002.】

视频里说到,玉叶金花这个种其实已经不是二型花柱,而是功能性雌雄异株(前者的两种类型各自都有雌雄功能,而后者只是聊备器官)。在不受传粉者限制的情况下,植物有从两性花向单性花演化的倾向,因为这样能保证异交、获得更多杂种优势同时减少在一朵花或一个植株里发育两种性器官的资源浪费。演化方向大致如下图。

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【图3 植物性别系统的演化路径,来自Barrett 2002。】

玉叶金花走的是a路线的头两步,二型花柱和雌全异株在功能上没有实质性差别。从这张图里可以看到,单性花也是可以演化出两性花的,并且实际上这图里的每一步都是可以倒着走的。这取决于植物可利用的资源和传粉者双方面带来的选择压力,比如说,如果一种异交植物突然失去了传粉者(传粉者灭绝或者植物长距离迁移),它会发挥潜力恢复自交。玉叶金花属里有些种可能因为缺乏传粉者而导致长花柱类型消失,短花柱类型变成自花授粉。

延伸阅读

Spencer Barrett, 2000. The Evolution and Function of Stylar Polymorphisms in Flowering Plants.

Spencer Barrett, 2002. The evolution of plant sexual diversity.

关于

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解说:@顾有容 和他的镊子。

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