分类与进化

好人都去哪儿了?不要绝望——自己制作一些(植物就是这样做的……)

实验中观察到的进化速度是迄今为止记录的最高的。

植物中的性别分配可能非常不稳定——种群通常由雌性、雄性和雌雄同体(具有两套性器官功能的植物)的混合体组成。性别平衡被认为反映了环境压力——例如种群是否是孤立的以及植物的基因构成。植物学家普遍认为,雌雄同体植物更适合在环境压力下和植物数量较少的地方生存。这可能是因为授粉距离较短,植物对授粉媒介的依赖程度较低。

然而,作为雌雄同体会积极阻止远交(增加“近交衰退”的危险),并且据信环境压力已经减轻,在许多情况下,雌雄同体植物群已经随着时间的推移进化成单性个体(技术术语“雌雄异株”) ')。一个关键问题是,当环境开始选择反对一种性别或另一种性别时,如何在这些雌雄同体的种群中维持性别平衡——导致所谓的“配偶限制”。

黄芪.图片: AnRo0002 / 维基百科.

In 最近发表在 Current Biology 的论文, Guillaume Cossard 和来自洛桑 John Pannell 小组的同事描述了他们如何进行复杂且精心控制的“实验进化’的实验来解决这个问题。他们从精心控制的雌雄异株一年生水星种群中移除了雄性植物(黄芪) 具有“标准”1:1 雄性:雌性平衡的植物,并检查了四代的结果。令他们惊讶的是,大量以前的雌性植物开始开出雄花。如上所述,这种情况在正常种群中偶尔会发生,但在这些实验中,有 23 倍的雌花以这种方式表现。同样出乎意料的是,观察到现在的双性植物不仅发展了自我受精的能力,而且在没有雄性植物和雄性植物重新引入种群时都增加了结实率。

这与现实世界而非实验性植物种群有任何相关性吗?当然,在性别平衡被破坏的情况下,这种“功能性雌雄同体”的进化将具有很强的适应性优势。当植物密度在殖民或范围扩大期间降低时,或者只是当个别植物超出该物种另一个成员的授粉范围时,就会发生中断。这也可以解释自然界中雄性植物与雌雄同体共存的“雄性雌雄同株”种群的出现——这表明它们可能来自失去并随后获得雄性植物的种群——但产生了雌雄同体以“让它们渡过难关”临时。

与所有好的实验一样,这项工作产生的问题比它回答的要多——尤其是,是否有一个“信号”导致孤独的雌性植物开始发育雄性花? 

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