科技日报:首次发现!陆生开花植物会借助雨水受精
中国科技网·科技日报昆明5月20日电(记者赵汉斌)在最早期的古老植物类群绿藻中,受精过程是在水中实现的。人们普遍认为,为了适应陆生环境,这种机制在早期被子植物演化过程中就已经消失了。但记者20日从中科院西双版纳热带植物园获悉,研究人员的一项新发现,或将扭转人们的认知。
苔藓植物和蕨类植物虽然登上了陆地,但是受精过程依然离不开水。水介导的受精系统因此也被认为是早期陆生植物特有的受精系统,但它对陆生生境是不适应,因而演化过程中限制了植物的扩张。相比之下,种子植物不再直接传递精子,而是演化出利用动物和风来传递花粉的机制,这也是有花的被子植物在地球上演化得最多样、最具优势的原因之一。
西双版纳热带植物园植物进化生态研究组博士研究生范永立等,在导师李庆军研究员的指导下,与加拿大多伦多大学斯宾塞·C·H·巴雷特教授合作,在姜科植物距药姜中首次发现了被子植物中水介导的受精机制。距药姜的花期在6至8月,是当地降雨最集中的季节。在晴天的条件下,这种植物的花粉是颗粒状的,少数情况下存在条蜂和无垫蜂等传粉者,更多的没有传粉者,植物主要通过不完全主动自交产生少量种子。在雨天条件下,传粉者缺乏,雨水会浸湿花粉,使花粉萌发和花粉管伸长,部分花粉管长入旁边的柱头,精子通过花粉管到达胚珠,从而实现雨水介导的受精。
他们还发现,这种受精机制能够保证植物在雨季实现最大限度的种子产量,是其主要繁殖方式,这一受精系统可能是陆生开花植物对极端多雨生境的适应,这和早期陆生植物有两大相似之处,即水是精子从配子体释放所必需的,整个过程中只传递精子。这些特点和已报道的雨媒传粉系统有显著不同,在雨媒传粉中,雨水通过机械力量使花粉——雄配子体到达柱头,整个过程中不释放精子。
研究成果以《水对陆生开花植物的受精作用》为题,发表在国际植物学期刊《新植物学家》上。
原文链接:http://www.stdaily.com/02/yunnan/2019-05/20/content_767357.shtml