木槿花如何失去了它们的靶心

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反而缩小甚至完全丧失了这些花瓣图案。

该研究揭示了这种反直觉图案消失背后的遗传机制，并强调了通过同一基因的重复突变如何能产生生物多样性。

这项发表在今日（2025年5月21日）《新植物学家》期刊上的研究，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缩小或消失，这证明相似的花部变化可以通过单个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朵中心，"第一作者、塞恩斯伯里实验室Edwige Moyroud博士课题组的博士生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，因此生态相互作用和环境压力（如紫外线暴露）共同塑造了花朵随时间的演化路径。

"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，我们开始理解相对简单的突变如何能引发重大进化变革。"

团队通过近缘物种比较揭示了花瓣图案的显著多样性：三脉木槿花朵呈现大型紫色靶心，而理查德森木槿花朵的靶心小得多，某些维氏木槿花朵则完全缺失靶心。在理查德森木槿中，BERRY1基因的突变破坏了花瓣基部的花青素合成；在维氏木槿中，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——即相似性状（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，尤其在视觉信号对繁殖至关重要的开花植物中。该工作为深入研究遗传、生态和环境因素如何相互作用塑造花部进化奠定了基础。

"理解花色与图案的演化历程，能让我们洞察关于自然界多样性起源的更广泛问题，"Yeo补充道。"这也为改良传粉者友好型作物、支持农业系统生物多样性开辟了新可能。"