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植物花寿命缘何正在缩短

花匠小妙招
2024-09-21 08:54

　　日前，中国科学院昆明植物研究所发表最新科研成果：被子植物的花平均寿命为4.5天，其长短与温度呈逆相关（温度越高寿命越短），由于全球气候变暖等原因，植物的花寿命可能呈现缩短的趋势。
　　据了解，花寿命（florallongevity）是指一朵花从开放到凋谢的持续时间，它是植物的一项重要繁殖性状。因为植物的种类非常丰富，所以不同植物的花寿命表现出巨大的差异：有些植物属于“昙花一现”，其花寿命只有几个小时；有的却能徐徐绽放数十日之久。
　　即便是同一科、同一属或同一物种的不同居群间，植物的花寿命都会表现出多样的变化。自植物学家KernervonMarilaun在1895年首次关注到植物花寿命的巨大差异以来，花寿命的生态和进化适应机制一直是植物进化生物学家关注的焦点。
　　最近，中科院昆明植物研究所高山植物多样性研究团队的研究人员搜集了全球818种被子植物的花寿命数据，利用贝叶斯系统发育混合模型探讨了两个科学问题：第一，花寿命的全球生物地理格局是怎样的？第二，花寿命受哪些因素的控制？
　　通过调查分析，研究人员发现了很多有趣的现象：
　　1.在被调查的818种被子植物中，平均花寿命为4.5天，其中最短的仅2小时，最长的可达33天，相差400倍。
　　2.随着纬度和海拔的增加，花寿命明显延长，赤道附近的平均花寿命为2天，而北纬50度和南纬50度的平均花寿命分别达到4.9天和3.9天。
　　3.每朵花产生的花粉数量越多或传粉成功指数越低，花寿命越长（可能是为了繁殖后代而努力延长花期）。
　　4.在高温、干旱以及强太阳辐射地区，植物倾向于更短的花寿命，而温暖、湿润和弱光环境下，植物的花寿命更长。
　　5.亲缘关系越近的植物，花寿命越相似。
　　6.自交不亲和植物、草本植物、昆虫传粉植物、大花植物的花寿命并不比自交亲和植物、木本植物、脊椎动物传粉植物和小花植物的花寿命长，这与传统观念不同。
　　7.如果同时考虑所有的生物和非生物因素，只有开花季的温度（负相关）和花粉数量（正相关）对花寿命具有显著的影响，温度越高花寿命越短，花粉量越多花寿命越长。
　　这项研究系统揭示了花寿命主要受哪些因素影响，其中，最主要的决定因素是与温度相关的生理成本（如呼吸和蒸腾）。科研人员认为，在全球气候持续变暖以及极端高温事件频繁发生的背景下，植物的花寿命可能呈现出缩短的趋势。如果这种现象发展到一定程度，则可能导致植物传粉不足，继而引起植物种群或地理分布的变化。
　　据了解，该研究以“花寿命的全球分析揭示了纬度梯度以及生物和非生物相关性”（Global analysis of floral longevity reveals latitudinal gradients and biotic and abiotic correlates）为题发表在国际植物学期刊《新植物学家》（New Phytologist）上。
　　中科院昆明植物研究所宋波副研究员和孙露博士为第一作者。
　　新闻链接：目前的主流分类学将植物分为四大类：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物，其中只有被子植物具有真正的花，因此又被称为花植物（flowering plants）。虽然有人会说，铁树也是裸子植物，但为什么会有“铁树开花”呢？其实，更严谨的说法应该是“铁树开孢子叶球（strobilus）”，与花（flower）是不同的。
　　另外，裸子植物与被子植物区分的关键在种子而不在花。前者的种子外面没有果皮包被，胚珠是裸露的，不形成果实；后者的种子外面有果皮包裹，种子的胚具有1个或2个子叶，可形成果实。