中国科技报 05月15日 02:33
[国 际] 为了“客户”,一朵花展开“换装进化”
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本文讲述了美国西部猴花从红色向黄色转变的进化故事。科学家们通过基因测序和生化分析,揭示了猴花颜色、气味与传粉者之间的复杂关系。黄花吸引蜜蜂,并通过增强气味来迎合蜜蜂的偏好。尽管初期蜜蜂传粉效率较低,但科学家推测这是一种进化过渡。研究还发现,猴花在基因层面展现出趋同进化和差异化调控的模式。这一发现不仅揭示了生物多样性的奥秘,也为未来的农业发展提供了新的思路,例如通过基因编辑来优化作物的传粉效率。

🌼 猴花颜色转变:猴花从原本的红色转变为黄色,吸引了新的传粉者——蜜蜂,改变了其原有的生态位。

👃 气味与蜜蜂:黄色猴花进化出更浓郁的香气,以吸引嗅觉敏锐的蜜蜂。蜜蜂是嗅觉导向的传粉者,这与视觉导向的蜂鸟有所不同。

🐝 传粉效率:在进化初期,蜜蜂钻入黄花时常导致花朵受损,降低了传粉效率。这被认为是进化过程中的一个过渡阶段。

🔬 基因层面的秘密:研究发现,猴花在类胡萝卜素基因上表现出趋同进化,但在调控色素和香氛的基因组合上有所差异,展现出“部分复制粘贴,部分自由发挥”的进化模式。

奇特多彩的生物多样性例子——黄色和红色的猴花。 图片来源:英国约翰·英纳斯中心

    【科普园地】

    ◎本报记者 张梦然

    当我们漫步山野,偶遇一丛小黄花时,它或许正在演绎着一场进化连续剧。

    在美国西部的荒野中,科学家曾发现一个令人费解的现象:本该穿着鲜红外衣、专为蜂鸟盛开的猴花,竟在花丛边界开出了金灿灿的黄色花朵。这些“叛逆”的黄花不仅吸引了“新客户”——蜜蜂,还暗藏着一部写满进化密码的基因剧本。

    几十年来,英国约翰·英纳斯中心科学家在实验室用基因测序仪和生化仪器一直审视着这片花海,一场关于颜色、气味与生存的进化大戏被层层揭开。

    研究显示,蜜蜂会对黄色花朵有着近乎执着的偏爱:当红花与黄花同时出现时,80%的蜜蜂都会造访黄花。而进化的玄机远不止于颜色——科学家发现,黄花还悄悄升级了香氛系统,释放出更浓郁的气味分子。原来,蜂鸟是视觉系“颜控”,而蜜蜂却是嗅觉派“气味侦探”,这场“换装行动”精准拿捏了“新客户”的感官偏好。

    不过,新合作总有磨合期。当蜜蜂钻进黄花时,常因体型不匹配把花朵撞得七零八落,花粉传递效率大打折扣。科学家推测,这可能是进化过渡期的试错现场:先改变颜色吸引新客户,再慢慢调整花型适配。就像商业转型中先改招牌引流,再优化服务体验,植物的进化策略竟与人类商业智慧异曲同工。

    实验室中显微镜下的基因世界更令人拍案叫绝。两个猴花物种不约而同地激活了类胡萝卜素基因——相当于同时点亮黄色颜料,这是趋同进化的典型案例;但在调控红色素和调配香氛时,却各自开发了不同的基因组合。

    这种“部分复制粘贴,部分自由发挥”的进化模式,被科学家戏称为“发生在花瓣上的革命”,它意外为人类农业打开新思路——未来农田里,通过基因编辑微调花朵的“视觉广告”和“气味营销”,设计出蜜蜂特供版油菜花或苹果花。就像给植物装上精准的传粉导航系统,既守护生物多样性,又提升作物产量。

    从红到黄的色彩跃迁,从蜂鸟到蜜蜂的“客户转换”,每一片花瓣都是自然选择的奇迹,每缕花香都在书写生存博弈的化学之歌。读懂这些基因密码,不仅让我们窥见生物多样性的精妙设计,也能在农业革命中培育出与自然和谐共生的超级作物。

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