殖民主義如何轉變狐狸手套,為什麼蜂鳥可能是原因

殖民主義如何轉變狐狸手套,為什麼蜂鳥可能是原因 蜂鳥傳粉者。 Shutterstock / Ondrej Prosicky

被動物授粉的植物的花朵在顏色,氣味和形狀上表現出自然界最驚人的變化。 但是這種傑出的多樣性又是如何演變的呢?

故事的很大一部分是適應他們賴以繁殖的動物。 人們認為,許多花卉特徵都是為了吸引和“適合”其授粉媒介以實現最佳花粉轉移的適應措施。

為了了解這些花卉特徵何時以及如何進化,生物學家通常需要依靠重建過去,推斷導致進化變化的條件。 但是,一個有趣的替代方法是使用最近的更改。

當我和我的同事們仔細看時, 在一項新研究中,我們發現與歐洲本地人相比,大約200年前送往美洲的天然毛地黃花已經發生了變化。 自引入以來,這種變化與蜂鳥作為傳粉媒介的增加相吻合,至今已有不到85代。

毛地狼很熟悉 以及原產於歐洲的心愛的野花。 在19世紀,它們很可能是由敏銳的英國園丁介紹給世界許多地區的。

通過將植物轉移到世界各地,我們人類不經意間開始了跨大陸實驗,測試了傳粉媒介在植物繁殖成功和花朵進化中的關鍵作用。 當將植物引入新地區並擴大其範圍時,它們通常會面臨沒有傳粉媒介的新環境。

在其他情況下,例如常見的毛地黃或 洋地黃,可以添加新的傳粉者。 在這種情況下,蜂鳥是一種全新的授粉媒介,在新的擴展範圍內,將蜂鳥添加到了花卉訪客目錄中。


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在歐洲,草帽只被長舌的大黃蜂授粉,這是唯一能夠達到在花管底部產生花蜜獎勵的昆蟲。 但是,一旦在美國將狐狸手套歸化,蜂鳥便進入了照片。

不友好的狐狸手套

在他們的祖國,毛手套有多種策略,使它們專門用於其大黃蜂傳粉者。 即使任何遊客都可以看到花朵,但是較小的昆蟲,甚至是短舌的大黃蜂都無法進入花蜜。 它被稱為花冠的管遮蓋,該管越來越向底部的花蜜收縮。

這些花朵還配備了一系列長發,當它們試圖進入花朵時,它們會成為小蜜蜂和蒼蠅的屏障,因為它們會糾纏並放棄。

但是,這些花的特徵並不能阻止蜂鳥來訪。 在許多方面,狐狸手套都是完美的 蜂鳥授粉。 每朵花都會產生大量的花蜜,並且通過在大型花架中生長,它們為蜂鳥提供了滿足其高能量需求的必需品。

殖民主義如何轉變狐狸手套,為什麼蜂鳥可能是原因 長舌的大黃蜂可以到達狐狸毛內的花蜜深處。 Shutterstock /伊恩·戴博爾(Ian Dyball)

毛地黃的進化

在我們的研究中,我們重點研究了哥倫比亞,哥斯達黎加和英國本土的毛地黃種群。 在熱帶地區,人口被限制在海拔超過2,200米(7,200英尺)的海拔,一年四季涼爽而潮濕。 大黃蜂仍然是最常來訪的花卉訪客,但蜂鳥最多可以造訪27%的訪客。 我們測試了蜂鳥是否是狐狸手套的有效傳粉者,發現它們在將花粉轉移到花朵上比蜜蜂更有效。

通過研究花朵,我們發現存在蜂鳥的種群中的花蜜堆積管現在比英國本土種群大得多。 我們還發現,在我們觀察過的所有歸化種群中,帶有較大試管花的植物均具有較高的繁殖成功率–這表明較長的花朵受到自然選擇的青睞。

這在哥倫比亞和哥斯達黎加的人群中是一致的,這很重要,因為它們代表了1850年代左右兩次從歐洲引入的狐狸。 我們從分子標誌物上獲得了初步證據,表明這兩個國家的狐狸球在遺傳上是不同的。 南美和中美洲被茂密的低地雨林分隔開,這對於草帽而言是無法穿透的,因此,這種植物極不可能從一個地區移居到另一個地區。

添加蜂鳥後,我們在兩個地區看到相同的花卉變化和選擇方向,這一事實提供了有力的證據,表明我們正在見證對新傳粉媒介環境的快速適應。 在我們的下一個研究中,我們希望確認我們看到的選擇實際上是由蜂鳥強加的。

毛毛蟲的情況表明,在一個動植物都被迫四處移動,擴張或後退的世界中,如果給予足夠的時間,在某些情況下,植物可能能夠抵抗其傳粉媒介的變化。 但是,在許多情況下,植物正在失去傳粉媒介,而不是獲得新的傳粉媒介。 研究所有案例有助於我們更好地了解植物進化。談話

關於作者

瑪麗亞·克拉拉(Maria Clara)Castellanos進化,行為和環境講師 薩塞克斯大學

ING

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.
 

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