植物适应气候破坏以吸引传粉者

随着世界变暖，许多植物已经有据可查地转向早春开花。这一趋势让生物学家感到震惊，因为它有可能破坏植物与为它们授粉的生物——蝴蝶、蜜蜂、鸟类、蝙蝠和其他生物——之间精心编排的相互作用。

但是，在许多昆虫传粉媒介在全球范围内下降的时候，人们对其他花卉性状(如花朵大小)的变化的关注要少得多，这些变化也会影响植物与传粉媒介的相互作用。

在《进化快报》杂志上在线发表的一项研究中，密歇根大学的两位生物学家和佐治亚大学的一位同事表明，2003年至2012年间，美国东南部常见的牵牛花的野生种群增加了花朵的大小。

据研究人员称，花朵尺寸的增加表明植物在吸引传粉媒介方面的投资更大。这些变化在更北纬地区最为明显，这与之前广泛的工作一致，表明北方植物种群往往对气候变化表现出更显着的进化反应。

在这些牵牛花种群中也观察到向更早开花的转变。此外，有诱人的迹象表明，这些植物增加了对花卉奖励的投资——蜜蜂、糖浆蝇和黄蜂获得的花蜜和花粉，为白色、粉红色和蓝色牵牛花授粉。

“我们对植物 - 传粉媒介相互作用至关重要的特征如何随着时间的推移而演变以应对气候变化的理解存在重大差距，”该研究的主要作者，UM生态与进化生物学系的博士生Sasha Bishop说。

“我们表明，除了有据可查的早期开花转变外，花卉建筑和奖励也可以在对当代环境变化的进化反应中发挥重要作用。

常见的牵牛花是一种一年生杂草藤蔓，分布在美国东部、中西部和南部。它经常出现在路边和农田里。

密歇根大学领导的研究使用了一种“复活”方法，包括在2003年和2012年两年内从田纳西州，北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的农业大豆和玉米田边缘收集的牵牛花种子发芽。

在这九年中，该地区经历了气温上升，特别是最低气温和夜间气温上升，极端降雨事件的数量增加，夹杂着更极端的干旱。

为了寻找花卉形态的变化，研究人员在密歇根大学Matthaei植物园的温室中种植了两年的田间收集的种子。当花朵盛开时，用数字卡尺测量各种花卉特征。

测量显示，牵牛花冠在九年的间隔内明显变宽 - 4年直径为5.1厘米(8.2003英寸)，4年为8.1厘米(9.2012英寸)，花冠宽度的变化在更北纬的种群中最大。花的花瓣统称为花冠。

该研究还揭示了2003年至2012年间开花时间较早的转变，这主要是由更北纬地区的种群推动的。对于从2012年收集的种子生长的植物，开花开始平均提前四天。

有趣的是，研究人员还观察到，随着时间的推移，对花卉奖励(花粉和花蜜)的投资有所增加，受纬度影响的趋势。平均而言，从2012年收集的种子生长的牵牛花比2003年收集的种子产生的花粉粒和更多的花蜜蔗糖。

然而，花粉和花蜜分析仅涉及四个牵牛花植物种群。由于检查的种群数量很少，花卉奖励结果不包括在统计测试中，以寻找植物通过自然选择进行适应的证据。

“尽管如此，似乎有可能在授粉媒介吸引方面的投资暂时增加，并且这一结果是由北纬地区的人口驱动的，”该研究的资深作者Regina Baucom说，他是UM生态学和进化生物学系的副教授。

该研究发现，没有证据表明牵牛花正在增加它们自花授粉的速度。先前一些研究的证据表明，“自我”的增加可能是对气候变化和/或与土地利用变化相关的传粉媒介减少的反应。

“这是第一篇使用复活方法来研究负责植物 - 传粉媒介相互作用的特征可能随着时间的推移而演变的潜力，伴随着传粉媒介丰度的减少和由于气候变化和土地使用制度而急剧的环境变化，”Bishop说。

复活实验中包括了2个牵牛花种群，观察花卉形态的变化。836个种群被纳入早春开花研究。总共从456株植物中测量了<>，<>朵花。

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