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一朵花從開(kāi)放到凋謝的持續(xù)時(shí)間被稱為“花壽命”（Floral longevity），是決定植物繁殖成效的關(guān)鍵性狀。前期研究發(fā)現(xiàn)，不同物種的花壽命表現(xiàn)出巨大的差異，最大相差400倍（Song?et al., 2022，New Phytologist）。理論認(rèn)為，植物在傳粉者缺乏的情況下應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)花的開(kāi)放時(shí)間，等待傳粉的機(jī)會(huì)；而在授粉充足時(shí)應(yīng)當(dāng)縮短花壽命以降低成本（呼吸和蒸騰消耗等）。這種根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)長(zhǎng)的能力被稱為“花壽命可塑性”（Floral longevity plasticity）。但是，已有的眾多研究得出的結(jié)論并不一致：有的研究發(fā)現(xiàn)植物確實(shí)能根據(jù)授粉情況等調(diào)節(jié)花開(kāi)放的時(shí)長(zhǎng)，而有的植物的花不管授粉環(huán)境如何，就像設(shè)了“定時(shí)器”一樣，到點(diǎn)就凋謝。那么，植物的花壽命究竟是能靈活調(diào)整的，還是一成不變的呢？

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所泛第三極植物多樣性研究團(tuán)隊(duì)在調(diào)查188種被子植物在不同授粉強(qiáng)度下的花壽命以及相關(guān)繁殖性狀的基礎(chǔ)上，量化了三種花壽命可塑性：1）最大花壽命可塑性（傳粉者缺乏與授粉充足時(shí)花壽命的變化幅度）；2）傳粉者排除的花壽命可塑性（傳粉者缺乏與自然授粉時(shí)花壽命的變化幅度；3）授粉引起的花壽命可塑性（授粉充足與自然授粉時(shí)的花壽命變化幅度），并探討了花壽命可塑性的海拔格局及其影響機(jī)制。

大多數(shù)植物（98.4%的物種）具有調(diào)節(jié)花朵開(kāi)放時(shí)長(zhǎng)的能力：與自然授粉相比，排除傳粉者顯著延長(zhǎng)花的壽命（延長(zhǎng)34.7%），而授粉充足則明顯縮短花壽命（縮短21.4%）；在排除傳粉者與授粉充足之間的花壽命表現(xiàn)出最大可塑性，同一環(huán)境下同種植物的花壽命差異可達(dá)22.8天（蘭科的Mystacidium venosum在授粉充足時(shí)僅開(kāi)放5.6天，但傳粉者缺乏時(shí)花壽命可延長(zhǎng)至28.4天）。然而，植物調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)長(zhǎng)的能力不受系統(tǒng)發(fā)育的控制，即不能根據(jù)親緣關(guān)系遠(yuǎn)近來(lái)預(yù)測(cè)這種調(diào)節(jié)能力。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，有蜜植物等構(gòu)建和維持成本較高的植物，以及雄先熟、自交不親和等容易遭受花粉限制的植物，具有更強(qiáng)的調(diào)節(jié)花壽命的能力。同時(shí)，在氣溫較高、干旱程度更嚴(yán)重以及年際間氣候變異性更大的環(huán)境中，植物調(diào)節(jié)花壽命的能力更強(qiáng)。更重要的是，植物調(diào)節(jié)花壽命的能力還表現(xiàn)出明顯的海拔格局，高海拔地區(qū)的植物在自然授粉條件下具有明顯更強(qiáng)的延長(zhǎng)花壽命的能力，以彌補(bǔ)惡劣環(huán)境中傳粉者不足的缺陷。

該研究為“花壽命能否靈活調(diào)整”這一備受關(guān)注但又存在廣泛爭(zhēng)議的科學(xué)問(wèn)題提供了關(guān)鍵證據(jù)，證實(shí)大多數(shù)植物可以根據(jù)環(huán)境變化（如傳粉者減少和氣候波動(dòng)）調(diào)節(jié)花壽命的長(zhǎng)短，以提高其繁殖成功率，是全球變化背景下植物傳粉適應(yīng)的重要生存策略。

研究結(jié)果以A global meta-analysis of floral longevity reveals widespread plasticity and ecological correlates為題，發(fā)表于國(guó)際植物學(xué)經(jīng)典期刊New Phytologist。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生徐月雯為論文的第一作者，宋波研究員、孫航院士和孫露副研究員以及智利大學(xué)Mary TK Arroyo院士為共同通訊作者。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所錢櫟屾博士參與了此項(xiàng)研究。該研究得到青藏高原二次科考、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院西部之光交叉團(tuán)隊(duì)和云南省基金重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。

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圖1?三種花壽命可塑性的總體效應(yīng)值

圖2?三種花壽命可塑性的海拔格局

圖3?影響花壽命可塑性的各種因素