木槿属花朵如何丧失同心环纹

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）植物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小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缺失背后的遗传机制，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。

这项发表在最新一期（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，证明相似的花部变化可以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好具有大型深色靶心图案的花朵，这些图案作为视觉引导将其引向花心，"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。这表明传粉媒介的改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路径。

"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，"通过追踪这些花瓣图案背后的遗传学机制，我们正逐步理解相对简单的突变如何引发重大演化变革。"

团队通过近缘物种对比揭示了花瓣图案的显著多样性：三裂木槿（Hibiscus trionum）花朵呈现大型紫色靶心，而理查森木槿（H. richardsonii）花朵图案小得多，部分维氏木槿（H. verdcourtii）甚至完全缺失图案。理查森木槿中，BERRY1基因突变阻碍了花瓣基部的花青素合成；维氏木槿则完全缺失该基因，导致图案彻底消失。这些平行的遗传变化揭示了趋同进化现象——相似性状（或其缺失）在不同物种中通过相同遗传途径产生。

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，尤其在依赖视觉信号进行繁殖的开花植物中。该研究为深入探索遗传、生态及环境因素如何交互影响花部演化奠定了基础。

"理解花色与图案的演化过程，能让我们洞察自然界多样性产生的核心原理，"Yeo补充道，"这也为培育传粉者友好型作物、提升农业系统生物多样性开辟了新路径。"