打破传统认知！植物和传粉昆虫为何是 “默契搭档”？

在大自然的舞台上，被子植物和传粉昆虫之间的互动，一直被视为推动两者物种数量不断增加、变得丰富多样的关键力量。就像大家一直觉得，植物和传粉昆虫是 “默契搭档”，严格遵循着 “你变我也变” 的协同进化规则，一起进化出新的物种。但奇怪的是，这个传统的认知，却没办法完整解释植物和传粉昆虫到底是怎么一步步变得如此多种多样的。

之前，中国科学院西双版纳热带植物园的研究人员发现，在榕树和榕小蜂这种 “专性传粉” 的关系中，存在一种 “发散式协同进化” 模式。简单来说，传粉者会转移到不同宿主植物上，植物之间也会杂交融合，这种模式才是榕树 - 榕小蜂物种多样化的主要原因。那么问题来了，这种模式在其他 “专性传粉” 关系里也适用吗？

为了找到答案，科学家们开始了一场 “大探索”。他们在被子植物中精心挑选了 6 类经典的 “专性传粉系统”，其中有 4 类是传粉者和植物关系特别紧密，传粉者还会在植物上养育后代；另外 2 类则是传粉者能自由生活，只是和植物保持着特定传粉关系。然后，科学家们在全球范围内收集了 11 组动植物传粉关系的信息，还有这些动植物的 “家族进化树” 数据。就像通过家族族谱了解家族成员的关系和发展，科学家用 “协同系统发育分析” 的方法，推测出不同的进化事件，比如一起进化成新物种（协同成种）、传粉者换 “工作单位”（宿主转移）、自己独立进化（独立成种）、“合作关系破裂”（关系破裂）等，对植物和传粉者现在的物种多样性和它们之间关系模式的形成，各自贡献了多少力量。

图1. 植物-昆虫协同系统发育分析方法示意（a）、六个专性动植物传粉系统选择（b）及动植物协同物种多样化的主要进化事件的相对频率（c-d）的推测结果。

研究结果让人大吃一惊！在所有研究的传粉系统里，植物和传粉者 “一起进化成新物种” 的情况，发生的频率竟然比其他非协同进化事件要低很多。植物和传粉者协同成种的事件只占 3% - 44%，远远没有大家以前认为的那么多。反而是其他非协同事件，像传粉者转移到新植物上（最高占 63%）、传粉关系消失（最高占 51%）、传粉者自己进化（最高占 47%），占据了主导地位，这些非协同事件加起来最高能达到 97% ！而且，不同传粉系统比较后发现，在传粉者会在植物上养育后代的系统里，协同成种事件发生的频率，比传粉者自由生活的系统要高一些。

这次研究，第一次用大量证据推翻了传统认知，证明植物和传粉者一起进化成新物种，并不是让它们变得多样化的主要原因，反而支持了更加灵活、多变的 “发散式协同多样化模式”。更有意思的是，科学家还发现，在植物和 “造瘿者” 这种相互对抗的关系体系里，也存在类似的模式，这就进一步说明，这种 “发散式协同物种多样化模式” 在自然界里很普遍。

这项研究可不只是一个科学发现，它还为保护生物多样性带来了新思路。即使在动植物关系最紧密的系统里，它们之间的关系本来就是动态变化的。这就提醒我们，在保护生物多样性的时候，要重视生态关系网络的变化。在如今环境快速改变的情况下，如果我们能巧妙地调整这些生态关系网络，说不定能帮助更多物种更快地适应新环境，让大自然的生物多样性更加丰富。

这项研究成果发表在国际动物学会官方期刊Integrative Zoology上，还因为关注度高，荣获 “Wiley 威立中国高贡献作者” 论文。下次当你看到蜜蜂在花丛中忙碌，或许可以想想，它们和花朵之间，正上演着一场复杂又有趣的 “进化大戏” 呢！

作者：王刚

原文：植物-传粉者的发散式协同多样化模式具普适性

http://xtbg.cas.cn/2022/kxyj01/kydt_1/202502/t20250205_7524880.html