植物和以它们为食的动物以迷人的方式共同进化,创造了生存策略的动态相互作用。许多植物已经发展出物理和化学防御能力来抵御食草动物。开花植物中一个众所周知的策略是生产花蜜来吸引“蚂蚁保镖”。最近的研究探索了蕨类植物中这种防御策略的演变
田纳西大学诺克斯维尔分校助理教授Jacob Suissa与博伊斯-汤普森研究所的蕨类专家Fay Wei Li和康奈尔大学的蚂蚁专家Corrie Moreau合作领导了这项研究
最近发表在《自然通讯》上的这项研究表明,大约在白垩纪的同一时间,蕨类植物和开花植物独立进化出蜜腺,这是一种分泌糖奖励以吸引蚂蚁保镖的特殊结构。这一发现意义重大,因为它表明,相似的进化动力学塑造了这两个相隔4亿多年的不同谱系蚂蚁与植物相互作用的发展
Suissa说:“我们的研究突出了一个趋同进化的迷人例子,蕨类植物和开花植物独立地制定了类似的策略,通过用蜜腺招募蚂蚁防御者来保护自己免受捕食。”通过整合系统发育数据和比较分析,研究团队发现蜜腺同时起源于蕨类植物和被子植物,但与开花植物相比,蕨类植物在多样化方面明显滞后。这项研究还表明,蕨类植物可能会第二次招募蚂蚁卫士,在它们从森林地面过渡到树冠时,利用预先存在的蚂蚁-被子植物关系
Suissa解释道:“蕨类蜜腺的进化史不仅证明了植物和昆虫之间的复杂关系,这种关系以前被低估了,而且还强调了蕨类植物适应生态挑战的能力。”这项研究为影响植物与动物相互作用的进化动力学提供了新的见解。通过了解蕨类植物和开花植物是如何独立发展出类似的防御机制的,科学家们可以更好地理解控制生物多样性和生态系统功能的基本原理。这项研究为探索其他植物性状的进化史及其生态影响开辟了新的途径,加强了互惠关系在自然世界中的重要性
Journal information: Nature Communications
Provided by Boyce Thompson Institute
2024-09-15
2024-09-15
2024-09-15
2024-09-15
2024-09-15