被子植物早期分支与传粉昆虫协同演化研究获进展

大量被子植物化石在白垩纪被爆炸性地发现，达尔文称之为“可恶的谜”。目前，被子植物约有35万种，在生态系统中占据绝对优势。传粉昆虫的多样性可能是被子植物大爆发的原因之一。化石证据表明，早白垩世被子植物主要由昆虫授粉。目前，基于化石观察结果和理论推测，被广泛接受的假说是“被子植物在早期具有广义传粉者，从而形成广义传粉系统”。

中国科学院的罗世孝博士和他的合作者多年来一直在追踪被子植物早期分支中最大的科——五味子科与瘿蚊之间的秘密关系。通过电镜扫描、昆虫形态学和DNA条形码鉴定，首次从物种、群落和系统发育水平揭示了被子植物(五味子科植物和传粉瘿蚊共生系统)的第一个特化共生传粉系统及其进化和维持机制。

“被子植物的早期分支和传粉昆虫之间的关系过于隐秘。被子植物早期分化中存在的类群多而少，研究对象的物种多样性有限。此外，五味子科植物主要分布在热带亚洲，主要在夜间开花，因此很难进行实地研究。”罗世孝在野外观察中发现，有关文献和书籍对五味子科等早期分化植物的传粉和繁殖知之甚少。他觉得五味子科的花中一定隐藏着一个秘密，这个秘密只能在黑夜中悄悄打开，自然不想直接告诉人类。

至于为什么以五味子科为模式，他说以东南亚为分布中心的五味子科是最丰富的陆生类群，约有100种早期被子植物的分支。花形态、颜色和性系统的多样性为我们研究早期被子植物枝条和传粉者之间关系的起源和进化提供了一个理想的模型。

科学家发现，地球上存在的被子植物的早期分支物种主要是由产卵昆虫授粉的，它们之间形成一种特殊的共生关系，而不是一种“广义的传粉者”。这种授粉者有两个明显的优势:没有花粉会被喂养；雌性食草动物为了后代的发育更忠于同一物种的花朵。因此，在植物和传粉者之间经常形成一种更特殊的关系。这一新发现挑战了传统假说，并将为今后研究和理解被子植物的早期进化及其与传粉者的关系打开一扇新的窗户。(王)

《中国科学报》(第五版《创新周刊》，2018年1月15日)