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研究揭示植物無性繁殖結構通過貝氏擬態實現鳥類介導的內源性傳播

2026年02月12日 昆明植物研究所
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黑珠芽薯蕷是一種分布于中國西南山區多年生藤本植物。這一物種有性繁殖丟失,僅依靠珠芽繁殖。有趣的是,它的珠芽黝黑光亮,形態上與黑色漿果高度相似,在標本中常被誤判為果實。對此,科研人員猜測,珠芽是否通過模擬黑色漿果,以達到其被遠距離傳播的目的。

為驗證這一猜想,中國科學院昆明植物研究所研究團隊,通過對比珠芽與多種同域漿果的外形特征,發現這種珠芽的大小變化范圍很廣,能模仿多種漿果的尺寸,吸引不同體型的鳥類。更重要的是,在鳥類的視覺模型下,珠芽的反射光譜與黑色漿果幾乎完全重疊,在鳥看來,這就是漿果。

研究團隊通過觸發式紅外相機進行了長達3年的野外監測。結果記錄到22種雀形目鳥類對珠芽進行訪問,黃臀鵯是其中最常見的。鳥類訪問具有明顯的季節性,主要發生在10月至次年2月。在天然漿果稀缺的季節,珠芽通過“替代效應”成功吸引鳥類關注,但移除率僅為4.91%。同時,實驗也表明,鳥類會在食物稀缺時主動取食珠芽,當漿果豐富時仍會優先選擇漿果。

研究團隊通過飼喂實驗發現,珠芽在鳥類消化道中的平均滯留時間為24.30±8.94分鐘,且消化率極低,絕大部分珠芽能被完整排出。播種實驗進一步證明,經鳥類消化后的珠芽發芽率與未消化的對照組無顯著差異,表明其活力未受影響。

研究團隊通過數學模型推算出,鳥類擴散珠芽的距離中位數約為230米,最遠可實現750米以上的長距離擴散。這一距離不亞于某些鳥類傳播的真正漿果植物,完全打破了無性繁殖“走不遠”的困境。

該研究首次報道了無性繁殖結構通過貝氏擬態實現鳥類介導的內源性傳播,揭示了無性植物突破擴散瓶頸的全新演化路徑:當有性繁殖喪失導致無法通過果實獎勵吸引傳播者時,無性繁殖結構可通過感官欺騙,利用植物—食果鳥之間的“信號—獎勵”關聯,實現生態意義上的有效擴散。

相關研究工作以Berry Batesian mimicry enables bird dispersal of asexual bulbils in a yam為題,發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及云南省基礎研究計劃項目的支持。

論文鏈接

A-B珠芽與相似的漿果;C黑珠芽薯蕷在薯蕷屬系統發育樹中的位置;D-F珠芽表皮結構與色素;G-I珠芽對漿果的模擬。

A-C、E紅外相機記錄下的珠芽被訪問的時間規律與訪問者組成;D實驗室環境下鳥類對珠芽與漿果的選擇實驗;F-G數學模型中珠芽的擴散距離。

打印 責任編輯:梁春雨

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