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中國科學(xué)院昆明植物研究所
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【澎湃新聞】中科院專家發(fā)現(xiàn)植物偽裝術(shù),打造多款色彩應(yīng)對不同環(huán)境

文章來源:澎湃新聞  |  發(fā)布時間:2017-10-11  |  作者:劉霽,牛洋  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  在弱肉強食的世界里,避免被天敵發(fā)現(xiàn)是首選的防御策略。偽裝是各種生物慣用的防御伎倆,而隱蔽色(Cryptic coloration)則是最常見的偽裝方式。擁有隱蔽色的生物通過特殊的體色將自身與環(huán)境融為一體,以達到偽裝的目的。   

  近日,中科院昆明植物研究所高山植物多樣性研究組的孫航研究團隊發(fā)現(xiàn),植物可以通過表型分異實現(xiàn)偽裝色彩,局部適應(yīng)周圍環(huán)境。 

 

    半荷包紫堇的生活史背景。a:自然環(huán)境中的植株;b,c:不同生境的迥異色彩;d:產(chǎn)卵的絹蝶(彭建生 攝影);e:絹蝶卵粒(箭頭指示);f:絹蝶幼蟲;g:幾乎被取食殆盡的紫堇小苗。 

  流石灘上的隱士  

  極高山地區(qū),由于強烈的凍融風(fēng)化作用,巖石容易碎裂崩解。崩解的巖石散落堆積,就形成了流石灘。遠觀,這里似乎是不毛之地;近看,石縫中卻孕育著諸多特有的動植物。由于視野開闊沒有遮擋,生活在這里的生物被天敵發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險無疑更高。 

  一些紫堇屬植物僅生長在西南高山的流石灘環(huán)境中,其中的一些種類是絹蝶屬昆蟲(一類北半球高山及高緯地區(qū)特有的蝴蝶)的寄主。雌性絹蝶成蟲依靠視覺尋找寄主,并將卵產(chǎn)在心儀的寄主附近,蝴蝶幼蟲孵化后即以紫堇為食。體型矮小的紫堇在遭受幼蟲的啃食后常常面臨滅頂之災(zāi)。 

  該研究組在多年前已經(jīng)發(fā)現(xiàn),某些紫堇群體中同時包含兩類葉色的個體:既有“正?!钡木G色型,也有“特殊”的隱蔽色型。具有隱蔽色的個體與周遭的巖石非常相似,很容易被人忽略,只有在開花的時候才暴露自己。以囊距紫堇(Corydalis benecincta)為研究對象,研究者此前已經(jīng)證實,與綠色個體相比,偽裝色個體具有更高的生存概率。 

  然而,流石灘本身的色彩常常千差萬別,這意味著生物的“背景”不是一成不變的。以云南白馬雪山為例,強烈的造山運動將不同地質(zhì)歷史時期形成的巖石擠壓和抬升到一起,相距幾十公里內(nèi)的不同山頭,有的棕褐、有的暗紅、有的灰白。對這些現(xiàn)象的觀察引發(fā)了一個大膽猜測:為實現(xiàn)最佳的偽裝,紫堇的體色是否會在不同的山頭間發(fā)生適應(yīng)性的分化呢? 

  選擇強度越高,偽裝效果越好  

  近年來,研究者以半荷包紫堇(Corydalis hemidicentra)為研究對象,收集到五個群體的葉片和巖石樣本,測得了它們的反射光譜數(shù)據(jù)(色彩),并利用蝶類的色彩感受模型加以分析。結(jié)果表明,盡管它們同為一個物種,且相距并不遙遠,但群體間的葉色卻發(fā)生了明顯的分異。研究者甚至可以僅僅通過葉子的色彩判定某個個體大約產(chǎn)自哪個山頭。更有意思的是,灰白色流石灘上生長的個體葉色灰白,而暗紅色巖石中生長的個體葉色紅褐。簡言之,葉色幾乎總是與其原本所在的巖石背景最為匹配,表現(xiàn)出局部適應(yīng)的格局。 

  此外,葉色的偽裝效果在群體間也具有顯著的變化,某些山頭的偽裝更好一些(更難被發(fā)現(xiàn)),某些群體則稍差一些。同時,絹蝶危害的程度(選擇強度)在不同山頭間也有差異,某些山頭葉片被啃食的比例比其他山頭更高。一個貌似合理的推測是,在較強的選擇壓力下,葉色將會向著偽裝更好的方向演化。 

  通過相關(guān)分析進行檢驗后,研究者確實在兩者間找到了強烈的相關(guān)趨勢,即選擇強度越高,偽裝效果越好。 

  (澎湃新聞 2017年10月11日) 

  來源:http://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1820673


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