神秘植物的空灵色彩变种其实是一个新物种

2022-12-28 18:44:52冷酷的灯泡

MONOTROPASTRUM KIRISHIMENSE(杜鹃花科),一种基于多方面证据的来自新型真菌异养植物。J 植物研究 (2022)。

神秘植物的空灵色彩变种其实是一个新物种

绿叶和光合作用曾被认为是植物的基本特征。然而,一些植物已经停止进行光合作用,转而从其他生物体获取所需的营养。一种这样的异养植物是长相幽灵般的Monotropastrum humile,广泛分布于东亚和东南亚。它通常生长在阳光很少的林地中,通过吸食真菌的菌丝来获取所需的养分。尽管分布广泛,但以前人们认为世界上仅存在这种植物的一种。然而,末次健次教授及其同事发现,在日本发现的一种变种实际上是一种新物种,这动摇了我们对这种长相不寻常的植物属的理解。

它有玫瑰粉色的花瓣和类似牛奶玻璃的茎,赋予它美丽、超凡脱俗的外观。由于它最初是在日本鹿儿岛县雾岛附近发现的,因此该新物种被命名为Monotropastrum kirishimense。

最初,这个新物种被暂定为M. humile 的一个颜色变种,被称为M. humile f。玫瑰花。因此开始了一项广泛且多方面的 20 年研究,以确定这些植物究竟有何不同。标本是从日本和以及越南收集的。

各种分析的结果揭示了形态差异(图 1-3),包括以下内容;M. kirishimense花和子房比M. humile 更圆,它的根球更容易被周围的土壤遮盖(与 M. humile突出的根尖形成对比)。M. kirishimense个体在地上较短(5 厘米以下),在地下较长(超过 10 厘米)。花期也不一样;M. humile的花比M. kirishimense早大约 40 天开花。由于这两种植物具有相同的主要传粉者(大黄蜂Bombus diversus),这种开花时间的差异可以减少异种花粉的沉积,有助于确保同种交配,从而防止它们产生杂交种。

M. kirishimense和M. humile可能进化成不同的物种 还有其他几个可能的原因。一种可能性是它们已经变得专门以不同的真菌为食,这导致了生殖隔离,或者无法共同生育后代。这个过程被称为资源划分,是物种从共同祖先进化而来的主要方式之一。真菌的遗传分析表明,M. kirishimense与特定的真菌谱系具有一致的、专门的关联,而M. humile与不同的谱系相关(图 4)。因此,这项研究表明 M. kirishimense可能依靠特定类型的真菌进化成新物种。事实上,植物本身的系统发育树(一组生物进化史的“家谱”)表明,M. kirishimense和M. humile的遗传特征可以分为两个进化枝(图 5)。根据研究人员对各种特征的分析,揭示了M. kirishimense在外观、开花模式、进化历史和生态关系方面与M. humile截然不同。因此,研究人员得出结论,它应该被认为是一个独立的物种。

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