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不同群體的梭砂貝母體色變化。 昆明植物所供圖 本報訊(見習記者高雅麗)人類活動常在不經(jīng)意間改變自然,甚至對野生植物產(chǎn)生潛在的進化影響。近日,中國科學院昆明植物研究所(以下簡稱昆明植物所)高山植物多樣性研究組與英國??巳卮髮W的科研人員發(fā)現(xiàn),作為我國傳統(tǒng)藥用植物川貝的重要來源,梭砂貝母會進化出新的色彩偽裝自己,從而躲避人類的采挖活動。相關研究成果日前在線發(fā)表于《當代生物學》。 梭砂貝母是生長在我國西南高山流石灘上的一種貝母屬植物,論文第一作者、昆明植物所副研究員牛洋告訴《中國科學報》,他們在前期研究中發(fā)現(xiàn),梭砂貝母不同群體具有顯著的體色差異?!霸谀承┤后w中,梭砂貝母呈現(xiàn)比較正常的綠色;而在另一些群體中,它們則與背景融為一體,非常隱蔽?!?/p> 一開始,研究人員推測這種偽裝可能是梭砂貝母應對食草動物的防御策略。但是經(jīng)過長期多地觀察,他們并沒有發(fā)現(xiàn)動物取食梭砂貝母的明顯痕跡。此外,由于體內富含生物堿,貝母屬植物具有很強的化學防御能力,在一定程度上可以抵御動物取食。 那么到底是什么原因導致梭砂貝母呈現(xiàn)了不同的顏色?牛洋說:“我們意識到,作為我國傳統(tǒng)藥用植物川貝的重要來源,梭砂貝母的地下鱗莖長期遭到大量采挖,而這種采挖行為本身就有可能產(chǎn)生強烈的選擇壓力。” 在確定了新的研究思路后,科研人員首先獲得梭砂貝母每個群體的反射光譜數(shù)據(jù)。隨后,根據(jù)專為人類色覺設計的CIELAB色覺模型,他們發(fā)現(xiàn)梭砂貝母的體色在群體之間存在顯著差異。利用該模型,研究人員還計算了貝母與巖石背景的匹配程度作為衡量偽裝程度的指標。 此外,研究團隊找到了當?shù)厮幧?,從他們那里獲得了過去6年的梭砂貝母采收量,并估計了每個群體單粒貝母鱗莖的干重。他們發(fā)現(xiàn),每獲得一公斤干燥鱗莖,就意味著采挖超過3000株貝母,這是相當強的選擇壓力。計算顯示,采集強度越大的地方,貝母偽裝越好。 “考慮到采挖壓力可能在較長歷史中有變化,我們還評估了偽裝程度與采挖難度的關系。采挖難度與當?shù)亓魇癁┗|巖石的大小和結構有關,鱗莖埋藏較深的群體采挖難度大、耗時長,因而遭受的采挖壓力較小。結果表明,越是容易采集的群體,其偽裝越好。”牛洋說。 為了評估貝母的偽裝效果并檢驗人類通過視覺的選擇過程,研究人員還編寫了一款名為“找貝母”的網(wǎng)絡游戲。在一年多時間里,來自全球的500多名玩家參與了這項實驗。結果表明,偽裝更好的貝母的確更難被找到,擁有三色視覺的人類搜尋目標的速度要比二色視覺的動物更快。 研究結果顯示,人類的采挖活動很可能驅動了偽裝在梭砂貝母中的進化,采挖者的搜尋和采挖過程影響了植物的色彩進化。 “雖然梭砂貝母已足夠‘聰明’,但再高明的偽裝也躲不過人類的高強度搜索。如今,許多群體的貝母已經(jīng)越來越少見。我們在此呼吁減少對野生生物資源的過度采集?!迸Q笳f。 相關論文信息: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.10.078 《中國科學報》 (2020-11-27 第1版 要聞) |
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