兰花独特的结构揭示了新的自花授粉机制

在一种以真菌为食的植物得名130年后，神户大学的一名研究人员发现了启发其名字的结构的目的——揭示了植物确保繁殖的新机制

日本植物学巨匠Makino Tomitaro在1887年至1957年间命名了约1000种植物，并发现了约600种新植物。他最引人注目的发现之一是1889年首次发现的小型兰花Stigmatodactylus sikokinus。

牧野发现后，这种植物以其柱头上独特的小手指状附属物（“指状物”部分）命名，柱头是花的雌性器官，接收花粉。尽管它是日本标志性的兰花之一，但直到现在，这个结构的功能仍然是个谜

神户大学植物学家Suetsugu Kenji专门研究以土壤真菌而不是阳光为食的兰花，Stigmatodactylus就是这样一种植物

他描述自己说：“我对它们的授粉机制特别感兴趣，采用了一种跨学科的方法，将分类学、生态学和进化生物学结合起来。”

这种好奇心让他问：“启发属名的手指状附属物的意义是什么，它的生态作用是什么？”

为了解决这些问题，Suetsugu仔细观察了昆虫是否访问了植物以及植物可以产生种子的条件。他还分析了花朵在整个发育过程中不同阶段的形态，以了解授粉和受精是如何发生的

兰花Stigmatodactylus sikokinus生长在黑暗的森林林下，通常在落叶层中，不提供花蜜奖励。因此，该植物很少被潜在的昆虫传粉者访问。图片来源：IKEDA Tetsuro Makino于1889年发现Stigmatodactylus sikokinus后，Stigmatodandactylus sikokianus的名字来源于一位俄罗斯植物学家，因为它的柱头上有一个独特的小手指状附属物（“指状物”部分）。神户大学植物学家SUETSUGU Kenji现在揭示了该结构的生态意义，并得出结论：“这一发现对我来说的重要性在于它能够弥合历史植物学研究和当代科学探究。它还强调了将分类特征的细致分析与生态和进化研究相结合以获得重要和新颖见解的重要性。”图片来源：Makino Tomitaro 1891。虎杖。《日本植物图册1》：T.43。到花开放后的第三天，它的柱头已经塌陷，并与携带花粉的花药接触。这使得花粉能够将其管子穿过附属物延伸到柱头，随后进入子房，从而使植物受精。神户大学植物学家SUETSUGU Kenji在其发表在《植物、人类、星球》杂志上的论文中写道：“据我们所知，柱头附属物的运动代表了兰花中一种新的自花授粉机制。”。Image caption：IKEDA Tetsuro

他的研究结果发表在《植物、人类、星球》上，揭示了植物主要是自花授粉，也就是说，它们不依赖昆虫从其他植物转移花粉，而且它们在花朵开放后大约三天就这样做了

这种自花授粉的延迟具有重要的生态意义。这些植物生长在森林的黑暗下层，通常在落叶层中，不提供花蜜奖励，潜在的传粉者很少光顾这些植物

Suetsugu解释说：“虽然自花授粉可能保证繁殖成功，但仅依靠这种方法就有近亲繁殖的风险。这可能会推动结合自花授粉和异交优势的机制的进化。延迟自花授粉，推迟到异交机会用尽，可能是一种这样的适应——一种故障安全机制。”

显微镜分析提供了对指状附属物在这种自花授粉中作用的见解。到花开放后的第三天，它的柱头塌陷，用手指状的附属物与携带花粉的花药接触。这使得花粉能够将其管子穿过附属物延伸到柱头，随后进入子房，从而使植物受精

Suetsugu写道：“据我们所知，柱头附属物的运动代表了兰花中一种新的自花授粉机制。”

他补充道：“这项研究最令人兴奋的方面是揭示了这种以前未知的机制，突出了植物为确保生存而采取的复杂进化路径。”

神户大学植物学家总结道：“这一发现的意义在于它能够弥合历史植物学研究和当代科学探究。它强调了将细致的分类学分析与生态学和进化研究相结合以获得新见解的价值。

”在研究日益专业化的时代，分类学和生态学通常是分开进行的。然而，这项研究表明，传统的自然史研究将分类学、进化论和生态学统一起来，在今天仍然有能力发现新现象。p