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为什么针叶树的种子球果在授粉时如此多样化?

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风媒植物依靠同样的微风来传播花粉。 如果所有的问题都一样,为什么针叶树有不同形状的锥体来捕捉花粉?

植物学2018 年 6 月 25 日

当我们想到授粉时,我们会想到花朵或花朵,但这只是故事的一部分。 许多植物在没有花的情况下授粉,例如针叶树。 它们产生雄性和雌性视锥细胞。 花粉从雄性球果吹落到雌性球果中。 这需要大量花粉,并解释了为什么许多人的花粉热季节从树花粉开始。

雌球果的问题对于任何针叶树都是一样的,如何在微风中捕捉花粉。 所有裸子植物都有同样的问题,但它们有不同的解决方案。 您可以识别哪些视锥细胞属于哪些物种。

Abies koreana 和 Picea jezoensis 球果的形态发育。

形态发育 朝鲜冷杉 和 根地云杉 种子球果。 (A) 朝鲜黄芪 花蕾周围的球果破裂但在授粉之前; 苞片鳞片是唯一可见的结构。 (二) 热斑松芽裂后的球果,苞片鳞片和胚珠鳞片可见。 (C) 朝鲜黄芪 授粉时的球果,显示花粉可以进入球果的苞片之间的间隙。 (四) 热斑松授粉锥; 红色结构是卵鳞,小得多的苞片不再可见。 (五) 朝鲜黄芪 授粉后; 具胚珠的鳞片已扩展以填充苞片之间的空间,现在只能看到薄而尖的结构。 (F) 热斑松 授粉后的球果; 胚珠鳞基的生长缩小了它们之间的间隙,同时整个锥体也发生了位置偏移。

Losada 和 Leslie 在冷杉中使用针叶树种(冷杉) 和云杉 (云杉) 松科 (Pinaceae) 的谱系来调查 t导致风媒植物繁殖多样性的进化机制. 冷杉 和 云杉 被认为以略微不同的方式吸收花粉。 冷杉 授粉后可能会利用雨水将花粉转移到胚珠中,同时 云杉 胚珠渗出水性授粉滴以移动花粉。

作者用 朝鲜冷杉 和 根地云杉 生长在哈佛大学阿诺德植物园的树木的球果。 他们通过自然和人工授粉实验测试了锥形形态是否影响授粉功能。 对于自然授粉,他们在授粉期间每隔一天对球果进行取样,解剖它们,并记录花粉粒的位置。 对于人工授粉实验,他们首先收集已经张开但尚未接受花粉的球果,然后在风洞中对它们进行人工授粉。

使用这些锥体的风洞分析表明,不同的形态在捕获花粉方面同样有效,证明了发育中的简单差异如何产生功能相同的形态。 Losada 和 Leslie 总结道:“在锥体之间没有明显的功能差异的情况下,锥体尺度发育的中性变化似乎是松科植物表现出不同授粉阶段形态的主要原因。”

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