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　　鉆入榕果的榕小蜂（王剛攝影）

　　專(zhuān)一，原本是人類(lèi)的一種高尚品德，但人們也想在自然界尋找這樣的“美麗心靈”。科學(xué)家終于在動(dòng)植物協(xié)同演化歷史上發(fā)現了一個(gè)極佳的案例。

　　榕樹(shù)是陸地上種類(lèi)最豐富、生態(tài)型最多樣的木本植物群，全世界已知的有800多種。有趣的是，一種榕樹(shù)只讓一種榕小蜂傳粉，而一種榕小蜂一生也僅給一種榕樹(shù)傳粉，它們之間有著(zhù)極為嚴格的專(zhuān)性關(guān)系。

　　不過(guò)，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園（以下簡(jiǎn)稱(chēng)版納植物園）的科研團隊在十幾年里，陸續搜集到了越來(lái)越多榕小蜂的“黑歷史”。直到現在，他們聯(lián)合了國內外12家研究機構，利用基因組測序分析，證實(shí)了榕小蜂在這段關(guān)系中，會(huì )時(shí)不時(shí)地“開(kāi)小差”，而且已經(jīng)持續了7500萬(wàn)年！

　　最近，《自然-通訊》就報道了，一個(gè)符合人類(lèi)浪漫想象的科學(xué)故事是如何被打破的。

　　難以動(dòng)搖的專(zhuān)性互惠關(guān)系 

　　榕樹(shù)，又叫無(wú)花果樹(shù)。由于榕樹(shù)的花都藏在內部，人們看不到榕樹(shù)開(kāi)花就能結果。榕果頂端留有通道，可在花期釋放特殊氣味，吸引并允許特化的傳粉榕小蜂鉆入。榕小蜂在榕果內為雌花授粉的同時(shí)，還會(huì )在一部分雌花的子房?jì)犬a(chǎn)卵，生兒育女，未被榕小蜂產(chǎn)卵的雌花則發(fā)育成種子。

　　榕樹(shù)-榕小蜂一直被視為代表了已知的最極端和最古老(約7500萬(wàn)年前)的專(zhuān)性互惠關(guān)系，它們也成為了研究生物間互惠共生和協(xié)同演化的最佳模式材料。

　　至于這種關(guān)系到底為什么會(huì )形成，科學(xué)家提出，不同種傳粉榕小蜂對雌花期榕果的特異揮發(fā)物的識別是實(shí)現傳粉者隔離的主要機制。

　　他們還認為，緊密的傳粉者特異性加速了宿主植物的多樣性，因為傳粉者對植物進(jìn)行了分化選擇，增強了生殖隔離。這就能解釋?zhuān)瑸槭裁词澜缟蠒?huì )有如此多種類(lèi)的榕樹(shù)。

　　然而，支撐這一論斷的證據并不十分嚴密。

　　“缺點(diǎn)是，過(guò)去的采樣太稀疏。”版納植物園副研究員王剛解釋?zhuān)俺嘶谟邢薜拈艠?shù)物種上有限的榕果調查，特別是在系統與進(jìn)化生物學(xué)研究領(lǐng)域，大部分現有的系統發(fā)育推斷都是基于相對較少的、信息有限的基因數據，這些基因對關(guān)鍵的基礎節點(diǎn)的支持能力很弱。此外，這些研究缺乏遺傳深度和全面的取樣設計。”

　　在榕樹(shù)-榕小蜂的專(zhuān)性傳粉關(guān)系中，科學(xué)家也逐漸看到了特例。

　　2008年，版納植物園的科研人員觀(guān)察到，有兩個(gè)不同屬的非傳粉小蜂鉆進(jìn)了環(huán)紋榕組Conocycea的隱頭果內，并有效地為它傳粉，其中一個(gè)種傳粉效率甚至超過(guò)傳粉小蜂。此后，又有科研團隊經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現，榕果特異揮發(fā)物并不能保證對傳粉榕小蜂的專(zhuān)性吸引。

　　盡管這些成果陸續發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊上，但仍無(wú)法動(dòng)搖當時(shí)主流學(xué)界的論斷。

　　王剛告訴《中國科學(xué)報》：“大多數生物學(xué)家認為，這些只是在物種分化階段出現的錯配，或者說(shuō)，是生態(tài)學(xué)尺度上的‘噪音’，并不會(huì )對演化格局產(chǎn)生影響。”

　　一榕一蜂、齊頭并“進(jìn)”不存在 

　　如何才能證明，這些少數特例也許并不是演化歷史上一個(gè)偶然的斷面呢？

　　版納植物園動(dòng)植物關(guān)系研究組領(lǐng)銜國內外12家研究機構，收集了榕屬主干類(lèi)群15個(gè)代表物種的核、葉綠體和線(xiàn)粒體基因組的全序列，運用多種分析方法重建了這些分支之間的系統發(fā)育關(guān)系，并鑒定了在整個(gè)榕屬植物的演化歷史中核基因組中可能記錄的雜交案例。結果出人意料。

　　論文通訊作者之一的王剛表示，團隊第一次發(fā)現，榕樹(shù)主干類(lèi)群之間從7500萬(wàn)年前開(kāi)始就不斷發(fā)生著(zhù)雜交漸滲，不論古老還是年輕的類(lèi)群。

　　在一個(gè)專(zhuān)性傳粉的共生系統中，科學(xué)家很難想象可能存在如此大規模的雜交事件。而這也暗含著(zhù)，榕樹(shù)-榕小蜂的一對一關(guān)系，并沒(méi)有過(guò)去認為的那么牢靠。

　　接下來(lái)，科研人員用已發(fā)表的接受度最高的兩棵對應傳粉榕小蜂的系統樹(shù)，和這項研究中得到的任意一種榕樹(shù)系統樹(shù)進(jìn)行了逐一對比，結果發(fā)現所有的榕蜂系統樹(shù)都存在明顯的不一致性。

　　很遺憾，一榕一蜂、齊頭并“進(jìn)”的故事從來(lái)就不存在。

　　“對某一種榕樹(shù)來(lái)說(shuō)，主要對應的還是一種榕小蜂。但是，幾乎所有傳粉榕小蜂都存在轉移宿主的可能。而且，榕小蜂‘開(kāi)小差’的對象很寬泛，不論同域或者不同域、近緣或者遠緣，都有可能看上。”王剛表示，個(gè)體層面的小概率錯配事件推廣到物種層面，就成為了一個(gè)普遍發(fā)生的現象。

　　研究人員的榕蜂共進(jìn)化分析還推測出，傳粉榕小蜂的宿主轉移事件發(fā)生的頻次要遠高于榕蜂協(xié)同成種事件的頻次。這都和檢測到的榕屬主要類(lèi)群間的頻繁雜交漸滲的格局形成了很好的對應。

　　可見(jiàn)，榕-蜂物種的關(guān)系網(wǎng)絡(luò )比過(guò)去認為的要復雜得多，在王剛看來(lái)，這不失為一種出色的演化策略。“一旦環(huán)境巨變，發(fā)生物種滅絕，不在一棵榕樹(shù)上吊死的榕小蜂，才不至于‘團滅’。”

　　這項研究打破了學(xué)術(shù)界對榕樹(shù)-榕小蜂這一經(jīng)典專(zhuān)性傳粉系統的長(cháng)期廣泛認可，它提示了，可能是傳粉者的宿主轉移而不是協(xié)同成種，主導了的榕樹(shù)-榕小蜂協(xié)同演化的歷史。而這種模式對其它專(zhuān)性或泛性傳粉系統的多樣化研究也提供了借鑒意義。

　　相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-20957-3

    報道原文鏈接：http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2021/2/20212916404767461336.shtm