木槿花如何失传其靶心纹

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植物对大黄蜂更具吸引力。然而有趣的是，许多物种在进化过程中反而减少甚至完全失去了这些花瓣图案。

该研究揭示了这种看似矛盾的图案消失现象背后的遗传机制，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。

这项今日（2025年5月21日）发表于《新植物学家》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，该基因在不同物种中的破坏或缺失导致了靶心图案的减少或消失，这表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爱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说道。"令人惊讶的是，尽管存在这种偏好，一些木槿物种仍反复丢失了这些特征。这表明传粉媒介的转换或环境条件的变化可能正推动着这些改变。"

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（如紫外线照射）共同塑造了花朵的演化路径。

"靶心这类花部特征不仅是美观装饰——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：三叶木槿（Hibiscus trionum）花朵呈现大型紫色靶心，理查德森木槿（H. richardsonii）花朵的靶心显著较小，而部分维氏木槿（H. verdcourtii）则完全缺失图案。在H. richardsonii中，BERRY1基因突变破坏了花瓣基部的花青素生成；而在H. verdcourtii中，该基因完全缺失导致图案彻底消失。这些平行遗传变化指向趋同进化现象——相似性状（或其缺失）通过相同遗传途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，特别是在视觉线索对繁殖至关重要的开花植物中。该研究为进一步探索遗传、生态及环境因素如何协同塑造花部演化奠定了基础。

"理解花色花斑的演化历程，让我们得以洞察自然界多样性产生的深层机制，"Yeo补充道。"这也为改良虫媒授粉作物及维护农业系统生物多样性开辟了新路径。"