自然界中传粉者为植物传播花粉，植物为传粉者提供花蜜、花粉等报酬，这是动植物之间典型的互惠共生。但是在动植物互作的长期演化过程中，一部分植物不再为传粉者提供报酬而是通过各种拟态模拟其它提供报酬的模型植物从而欺骗传粉者，兰科植物就是最经典的例子。通常模拟植物和模型植物是具有相似特征的不同物种，但是有一类特殊的欺骗性传粉发生在雌雄异株植物的种内，例如榕属（Ficus）、秋海棠属（Begonia）等，不提供回报的雌花通过模拟有回报的雄花而吸引传粉者被称为两性模拟（intersexual mimicry）。在这类欺骗性传粉的植物中，雌雄花如何从视觉、嗅觉等方面模拟欺骗传粉者而成功繁殖是未知而有趣的。
Journal of Systematics and Evolution（JSE）于2022年第2期 发表了中国科学院昆明植物研究所陈高和蔡祥海团队题为 “Intersexual mimicry and imperfect deceit of a threatened aquatic herb Ottelia acuminata”的研究论文（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.12657）。该研究以水生植物海菜花为研究对象，揭示了海菜花两性模拟的欺骗性传粉机制。海菜花（Ottelia acuminata）是我国特有的一种雌雄异株的水生植物，由于其对水质的敏感性而被认为是水环境的指示物种，曾经有海菜花分布的高原湖泊由于水体污染，导致其大量消失。2017年中国高等植物受威胁物种名录将海菜花评为易危（VU），但其脆弱性远超陆生的受威胁植物。2021年发布的《国家重点保护野生植物名录》中已将海菜花列为国家二级重点保护植物。因此研究其两性模拟的欺骗性传粉机制对海菜花的保护具有重要意义。
研究发现海菜花存在两性模拟的欺骗性传粉，雄花为传粉者中华蜜蜂提供花粉作为报酬，而雌花则不提供花蜜和花粉。在传粉者的视角下雌花与雄花有着相似的花部型态、视觉和嗅觉信号，但是雌花释放花香的浓度更高，花的尺寸更大，这可能在一定程度弥补了由于缺乏报酬而降低的吸引传粉者的能力。尽管如此，传粉者对雄花的访问频率依然更高，表明雌花对雄花的模拟并不能完全欺骗传粉者。但是，在雌雄植株比为1：7的居群，更多的雄花提供花粉报酬，对具有丰富传粉者且少量访问无报酬的雌花来说其惩罚是微弱的，因此缓解了由于受到传粉者的选择而导致的花粉限制。海菜花两性模拟的欺骗性传粉虽然不完美但足够有效使种群获得稳定高效的繁殖成功。
该研究对海菜花的保护具有重要的意义，揭示了这类植物的繁殖和更新对传粉者数量和居群的大小有着更高的要求，对种群的衰退可能更加敏感和脆弱。该研究也提示对该物种的人工种群恢复和重建时需要重视种群的规模和合适的植株性比。
图：海菜花的雌雄花特征、气味化合物、传粉者、授粉的雌蕊和花粉形态
中国科学院昆明植物研究所陈高和蔡祥海研究员团队，长期从事保护生物学研究，以受威胁植物的色、香、味同动物的协同或弥散性进化关系开展工作，阐明动植物受威胁生态关系与物种濒危的联系，并取得了一系列的工作成果。本研究以受威胁水生植物海菜花为对象，结合了保护生物学、动植物协同进化和植物化学生态学的研究方法，揭示了其两性模拟的“不完美”的欺骗性传粉机制，为动植物之间的互作提供新视角，为濒危海菜花的保护提供了理论依据。
中国科学院昆明植物研究所的杨静副研究员与牛洋研究员为共同第一作者，陈高和蔡祥海研究员为共同通讯作者。
图文编辑：刘彤
Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容，以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊，主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊，中国科技期刊国际影响力提升计划项目（2013–2018）和中国科技期刊卓越行动计划项目（2019–2023）支持期刊。最新JCR影响因子3.4，排名60/265，位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。
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