木槿属植物花朵如何失去其靶心图案

剑桥大学塞恩斯伯里实验室的科学家们发现，花瓣上具有较大靶心图案的木槿属（Hibiscus）植物对熊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小甚至完全消失这些花瓣图案。

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重复突变而产生。

这项发表于今日（2025年5月21日）《新植物学家》（New Phytologist）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的靶心图案缩小或消失，这表明相似的花部特征变化可通过单一遗传元件的改变而独立演化。

"我们发现熊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志，将其引向花心，"塞恩斯伯里实验室Edwige Moyroud博士课题组的第一作者、博士生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了这些特征。这表明传粉者转变或环境条件可能正推动着这些变化。"

除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损伤，因此生态互作与环境压力（如紫外线暴露）共同塑造了花朵的演化轨迹。

"靶心这类花部特征远不止是好看——它们对植物繁殖和生存具有实际影响，"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机制，我们开始理解相对简单的突变如何引发重大的进化变革。"

团队通过近缘物种对比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，H. richardsonii的花朵靶心小得多，而部分H. verdcourtii花朵则完全缺失图案。在H. richardsonii中，BERRY1基因突变导致花瓣基部花青素生成受阻；在H. verdcourtii中，该基因完全缺失致使图案彻底消失。这些平行遗传变化指向趋同进化——相似特征（或其缺失）通过相同遗传途径在不同物种中独立产生。

研究者表示，该发现有助于解释生物多样性的形成机制，尤其在视觉线索对繁殖至关重要的开花植物中。其工作为深入探究遗传、生态和环境因素如何协同塑造花部进化奠定了基础。

"理解花色与图案的演化历程，让我们得以洞察自然界多样性产生的更广泛问题，"Yeo补充道，"这也为改良传粉昆虫友好型作物、支持农业系统生物多样性开辟了新路径。"