木槿花如何失去了它们的同心圆纹路

剑桥大学塞恩斯伯里实验室的科学家发现，花瓣上具有较大靶心图案的木槿属（Hibiscus）物种对大黄蜂的吸引力显著更强。然而耐人寻味的是，许多物种在进化过程中却选择缩减甚至完全失去了这些花瓣图案。

该研究揭示了这种反直觉图案消失背后的遗传机制，并强调了生物多样性如何通过同一基因的反复突变而产生。

这项发表于今日（2025年5月21日）《新植物学家》（New Phytologist）期刊的研究确定了一个名为BERRY1的基因是木槿花靶心图案形成的关键调控因子。研究团队发现，该基因的破坏或缺失导致不同物种木槿的靶心图案缩小或消失，证明相似的花部变化可通过单一遗传元件的改变而独立演化。

"我们发现大黄蜂明显偏爱具有大型深色靶心图案的花朵，这些图案如同视觉引导标识，将蜜蜂导向花心，"塞恩斯伯里实验室Edwige Moyroud博士课题组的论文第一作者、博士生杨梅（May Yeo）表示，"令人惊讶的是，尽管存在这种偏好，某些木槿属物种仍反复丢失这些特征。这表明传粉媒介的转变或环境条件可能正在选择这些变化。"

除了为传粉者提供视觉线索外，其他物种的靶心图案还能保护花粉粒免受紫外线伤害。因此，生态互动与环境压力（如紫外线照射）共同塑造了花朵随时间的演化进程。

"靶心这类花部特征不仅具有观赏性——它们对植物繁殖和生存产生实际影响，"资深作者、塞恩斯伯里实验室课题组负责人Edwige Moyroud博士强调，"通过追溯这些花瓣图案背后的遗传学原理，我们正逐步理解相对简单的突变如何引发重大进化变革。"

研究团队通过比较近缘物种，揭示了花瓣图案的显著多样性：三叶木槿（Hibiscus trionum）花朵呈现大型紫色靶心，而理查森木槿（H. richardsonii）的花朵靶心小得多，某些弗氏木槿（H. verdcourtii）则完全缺失靶心图案。在H. richardsonii中，BERRY1基因突变破坏了花瓣基部花青素的生成；在H. verdcourtii中，该基因完全缺失导致图案彻底消失。这些平行的遗传变化指向趋同进化现象——相似性状（或其缺失）通过相同遗传路径在不同物种中独立产生。

研究人员表示，这些发现有助于解释生物多样性的形成机制，尤其在视觉信号关乎繁殖成败的开花植物中。该研究为深入探索遗传、生态及环境因素如何共同塑造花部进化奠定了基础。

"理解花色与图案的演化历程，让我们得以洞悉自然界多样性产生的更广泛问题，"杨梅补充道，"这也为改良授粉友好型作物、支持农业系统生物多样性开辟了新路径。"