《Sciencedaily》2011年3月27日消息：科学家已经发现为什么兰花能成为最成功的开花植物之一：完全得益于给它们授粉的蜜蜂和给它们提供营养的真菌。2月1日刊登在《美国博物学家》上的发现是这项在南非进行了10年的研究所取得的成就。来自伦敦大学帝国学院、皇家植物园裘园及其它国际研究机构的研究人员参与了这项研究。 

　　兰科是开花植物中最大的科之一，全世界有2.2万多种。新的研究表明兰花品种如此繁多是因为兰花有很强的适应能力和各个品种能以不同的方式与蜜蜂及其它传粉者相互作用。

　　例如，当两种兰花Pterygodium pentherianum和Pterygodium schelpei挨着生长的时候，

pentherianum把它的花粉放到蜜蜂的前腿，而Pterygodium schelpei则选择蜜蜂的腹部。这就意味着一个蜜蜂可以同时携带两个不同品种的花粉而不会造成混乱。

　　这项研究还揭示兰花是怎么做到和谐相处的：不同的种与土壤中不同的微观真菌合作，避免了相互之间的竞争。

　　在这项新的研究之前，人们就已经知道兰花与蜜蜂和真菌有着很强的相互作用：蜜蜂给兰花授粉换取花蜜作为食物，真菌给兰花的根提供矿物质换取糖类。这些关系是自然系统中“互惠互利”的最好例子，也被认为在兰花进化形成如此多不同的品种的过程中发挥了重要的作用。然而，这些关系通过什么机制影响植物物种数量以及这些物种的共存能力很不是很清楚。

　　伦敦帝国学院生物学部教授Tim Barraclough参与领导一个植物科学家国际小组，研究这些相互作用怎样影响兰花多样性。“兰花在全球种类繁多，尤其在南非它们多样化程度很高，因此我们试图解释这么多兰种是怎么做到无竞争共存的，”他说。

　　小组研究了南非一小块地区的52个兰花种，它们的花都分泌雌蜂采集喂养幼虫的花蜜。为了研究哪些蜜蜂给哪些不同的种授了粉，他们收集蜜蜂上的兰花花粉进行DNA测序分析。他们发现的证据足以说明，当一种兰花迁移到一个新的地理区域，它会适应这个地区授粉的蜜蜂，有趣的是，某些竞争性兰花品种能够通过把花粉放到同一蜜蜂身体的不同部位来适应。

　　“奇妙的是，这些兰花不仅仅通过适应不同的蜜蜂还通过适应同一蜜蜂的不同身体部位来形成多样性，因此兰花的两个近源种有可能把花粉放到同一只蜜蜂前腿的不同区域上，”

Barraclough教授补充说。“这让我们基本明白了怎么会有这么多新的种得以形成以及它们一旦形成又是怎样做到共存而不发生基因交换的。”

　　研究者们还研究了生活在兰花根部的微观真菌，探究这种关系如何影响植物多样性。很多开花植物的根部寄养有微观真菌，这些菌帮助植物从土壤中吸收养分。直到现在都很难对这种相互作用进行研究，因为这些菌种大部分都很难培养。通过把所谓的DNA条形码这种分子技术与大田试验相结合，研究人员解决了这个难题。与共存的兰花品种通常共享同一蜜蜂传粉者不同，植物需要不同的真菌伙伴以便能在同一地区共存。

　　“通过利用不同的真菌，不同的兰花品种使用不同的营养库，共存而不竞争同一资源的问题得以解决，”

Barraclough教授说。然而，不同的地理区域发现相同的真菌伙伴说明在不同地区形成的兰花品种适应不同的传粉者但趋向于使用相同的真菌。

　　小组在大田的工作表明传粉特性的改变对于新品种的形成和多品种的共存很重要，而真菌伙伴的改变对共存而非物种形成有意义。很多其它开花植物与传粉者和真菌有类似的关系，而这种多样性的形成和以后的继续存在都非常依赖于我们对这些关系的理解。

　　Richard Waterman博士（现在英国谢菲尔德大学）进行这项研究作为他在伦敦帝国学院和皇家植物园裘园的博士研究工作的一部分，对于科学家们以后的工作，他发表意见说：“我们需要更好地理解这些关系，如果我们希望预测和消除世界范围内传粉者和土壤质量下降的影响的话。”

　　这项研究由英国自然环境研究理事会，南非国家研究基金会，斯坦陵布什大学，美国国家科学基金会综合研究生教育与研究训练和皇家植物园裘园资助。（babymouselover编译/环境生态网）

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