發(fā)布時(shí)間：2019-11-06 06:07

【摘要】：隨著全球環(huán)境變化的日益加劇,植物生長環(huán)境也在發(fā)生著劇烈的變化,植物是否能夠并采取何種方式應(yīng)對環(huán)境變化正在成為植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究的焦點(diǎn)科學(xué)問題。對于開花植物的生殖過程而言,環(huán)境的變化可能導(dǎo)致傳粉者構(gòu)成和豐度的變化,從而產(chǎn)生一系列進(jìn)化生態(tài)學(xué)后果。本文通過比較不同環(huán)境條件下植物居群間的傳粉系統(tǒng)差異及其花部性狀和開花特征差異之間的聯(lián)系,以期闡述植物繁育系統(tǒng)在環(huán)境變化過程中發(fā)生變化的一般性規(guī)律。為此,本文選取了兩種嚴(yán)格依賴動(dòng)物傳粉的馬先蒿屬植物,管花馬先蒿和擬鼻花馬先蒿為研究對象,通過深入調(diào)查各自位于不同環(huán)境條件下的若干居群的開花策略、花部性狀以及傳粉頻率與效率,并結(jié)合人工授粉與移栽居群等實(shí)驗(yàn)手段,運(yùn)用方差分析、協(xié)方差分析、非參數(shù)檢驗(yàn)、冗余分析(RDA)和回歸分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)手段,系統(tǒng)研究了植物花部性狀的分異與傳粉環(huán)境改變之間的內(nèi)在聯(lián)系,取得了以下一系列研究結(jié)果。(1)在2012-2013年連續(xù)調(diào)查了 4個(gè)管花馬先蒿不同海拔(3260m,3420m,3860m和4300m)的自然居群。高海拔居群熊蜂傳粉的種類和活動(dòng)頻率都有所降低,其自然結(jié)實(shí)受到明顯的傳粉者限制,傳粉者介導(dǎo)的自交(包括同株異花授粉)是其結(jié)實(shí)的重要保障。另外,高海拔管花馬先蒿的的開花策略,比如更長的單花期和更大的單花序花展示,更短的花管和更大的藥柱距離,還有單花花粉產(chǎn)量的增加等花部性狀的可塑性變化,是與其相對貧乏的傳粉環(huán)境的一種相互適應(yīng),并且與交配系統(tǒng)轉(zhuǎn)變也是一致的。(2)2012年我們選擇了兩處高海拔(3860m和4300m)管花馬先蒿的部分植株移栽至低海拔區(qū)域(3420m),并在隨后的2013年進(jìn)行野外調(diào)查和補(bǔ)充授粉試驗(yàn)。移栽后的管花馬先蒿的傳粉環(huán)境有所改善,自然結(jié)實(shí)也與本地居群一致,同時(shí)對交配系統(tǒng)來說,異交得到增強(qiáng)和鼓勵(lì),自交得到抑制。另外移栽居群部分花部性狀,比如單花期,單花序花展示,花管長和單花花粉產(chǎn)量等發(fā)生了快速改變,花部性狀的表型可塑性使植物很好地適應(yīng)了傳粉環(huán)境的改變。(3)我們在2012-2014年分別調(diào)查了 26個(gè)擬鼻花馬先蒿居群居群,其中12個(gè)位于濕生草甸,另14個(gè)位于灌木叢。RDA分析的結(jié)果表明傳粉者和生境類型共同影響了擬鼻花馬先蒿的居群分化,包括結(jié)實(shí)的差異和花部性狀的多樣性。而另外關(guān)于結(jié)實(shí)或花部性狀與傳粉頻率的線性回歸分析的結(jié)果表明,不同生境類型居群間傳粉者介導(dǎo)的花部性狀的自然選擇有差異;相對于濕生草甸居群,灌木叢居群對傳粉者更加依賴,其多個(gè)花部性狀,如單花期,花展示大小等,與傳粉頻率顯著相關(guān)。(4)2013年我們調(diào)查了兩個(gè)擬鼻花馬先蒿濕生草甸(S點(diǎn)和X)的傳粉熊蜂構(gòu)成和傳粉者行為的差異,探討其對自然結(jié)實(shí)和花部性狀分異的影響。對于擬鼻花馬先蒿來說,桔尾熊蜂相對白背熊蜂具有更高的訪花效率。S點(diǎn)雖然具有高傳粉頻率,但是白背熊蜂占了約一半比例;而X點(diǎn)傳粉者主要是桔尾熊蜂。高傳粉頻率決定了高座果率,但是低效的熊蜂單次訪花效率可能導(dǎo)致低結(jié)實(shí)(S點(diǎn))。與此同時(shí),開花策略也有所差異:相對于X點(diǎn),S點(diǎn)的居群單花期短,花管長,藥柱距離大,單花胚珠數(shù)少。(5)2013年我們還調(diào)查3個(gè)不同地點(diǎn)擬鼻花馬先蒿居群不同開花時(shí)期(早花期,盛花期和末花期)的傳粉系統(tǒng),結(jié)實(shí)和花部性狀。早花期普遍面臨傳粉者缺失或傳粉頻率較低,而在盛花期有最多傳粉熊蜂種類和最高的傳粉頻率;同時(shí)早花期的花粉限制更嚴(yán)重,而盛花期結(jié)實(shí)則得到最大的保障。傳粉者活動(dòng)時(shí)空上的變異,也影響了植物的繁育系統(tǒng),導(dǎo)致了開花策略的差異。居群在盛花期,在單花期減短的同時(shí),花序花展示有所減小,花粉產(chǎn)量卻略微有所增加;對于交配系統(tǒng)而言,在同株異花授粉減少的同時(shí),異交得到增強(qiáng)�？偟膩碚f,兩種馬先蒿普遍存在花粉限制,自然結(jié)實(shí)和花部性狀受環(huán)境條件和傳粉者共同影響。當(dāng)傳粉者缺失或者傳粉頻率降低時(shí),自交包括同株異花授粉得到增強(qiáng),花部性狀的改變也傾向于增強(qiáng)對傳粉者的吸引和弱化自交和異交花粉之間的競爭;而當(dāng)傳粉者活動(dòng)增加,開花策略鼓勵(lì)異交,同時(shí)抑制自交。這種傳粉者介導(dǎo)的混合交配系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變和相應(yīng)花部性狀的可塑性使開花植物能夠很好地應(yīng)對和適應(yīng)環(huán)境變化。本研究有助于我們探討環(huán)境變化下生物的應(yīng)對策略,并為生物多樣性保護(hù)提供建設(shè)性意見。
【圖文】：

逡逑并不顯著（巧，，７５＝０．３４７，邋Ｐ＝０．５５８）。如圖２．１所示，隨著海拔X椉櫻芑硐儒義廂躍尤旱淖芐芊浯燮德室蒼讜黽�。辶x希睿危攏酰簦睿猓脲澹猓澹邋澹螅穡澹悖眨螅ǎ攏錚椋睿猓酰簀澹渝逯脲義希渝慰諢紓觶媯幔恚螅櫻歟椋錚潁椋媯悖錚鰣義希渝巍跫�。ｉｖ嶖嶓焉ｃｅP潁椋耄錚鰣義希潁潁危鈴慰諢澹潁酰媯錚媯幔螅悖榛沒簀澹櫻恚椋簦楨義希蹋叔危礤澹攏桑澹穡椋洌椋簦簀澹櫻耄錚潁椋耄錚鰣義狹�？逦？邋Ｂ邋n媯澹螅歟椋觶酰簀澹櫻恚椋簦楨義希掊巍齷澹

本文編號(hào)：2556576