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地球上90%的开花植物物种依赖动物授粉

摘要 该研究由华中师范大学生命科学学院进化与生态研究所所长黄双全教授领导。黄教授自1993年攻读研究生以来,几十年来一直致力于授粉生物学研究...

该研究由华中师范大学生命科学学院进化与生态研究所所长黄双全教授领导。黄教授自1993年攻读研究生以来,几十年来一直致力于授粉生物学研究。

开花植物的花粉可以通过动物、风甚至水传播。在评估授粉模式时,一个基本问题是有多少开花植物是由动物授粉的。尽管之前已经提出过这个问题,但准确的估计仍然难以实现。早期对动物授粉物种比例的估计很粗略,从 2/3 到超过 80% 不等。2011 年提出的最新且被广泛接受的答案是 87.5%,基于来自约 40 个群落的动物授粉物种的平均比例,涉及不超过 1% 的开花植物物种样本,而不是详尽地统计分类群。黄教授团队面临的另一个问题是一些类群的授粉模式被错误识别或误解(见图S1和在线补充材料中的其他讨论),在保护真正的动物授粉植物以及统计授粉模式方面造成问题。例如,水青树(Trochodendraceae)是中国中部特有的树种,具有绿色的下垂花序(穗状花序),被认为是风媒授粉。然而,研究小组在田间观察到,小蜜蜂有效地为这些富含花蜜的小花授粉。“鉴于自达尔文时代以来已经记录了超过一万种开花物种的授粉模式,现在是我们通过数据计数来更准确地估计比例的时候了,”黄教授说。“这可能是一个挑战,会带来很多争议,但会很有洞察力,”阿姆布鲁斯特教授和雷纳教授说,他们对此很感兴趣,并在三年前加入了这个话题的讨论。

团队成员 Drs. Ze-Yu Tong 等人与课题组组长黄双泉教授、同事 Scott Armbruster 教授和 Susanne Renner 教授一起,试图对动物授粉的开花植物进行更完整的统计。他们调查了数千份出版物中的授粉模式数据,并提取了非生物授粉案例以及两性授粉案例(同时使用生物和非生物媒介授粉)。然后,他们在物种、属和科级别的两个全球大型数据库(GBIF、WFO)的背景下评估了这些数据,通过减法获得了所有被子植物生物授粉比例的直接估计。

研究小组发现,-68%的科、88%的属和90%的开花植物物种依赖动物授粉。“这项全球调查无疑为传粉媒介在地球开花植物繁殖中的重要性提供了新的视角和相对准确的估计,”黄教授说。

研究人员还根据社区抽样重新计算了之前最新且最广泛采用的估计值。在对样本量的变化进行校正后(之前未进行过校正),最初估计的 87.5% 变为 89.5%。“社区数据集的重新计算与直接计数和减法的方法非常吻合;这大概不是巧合,”阿姆布鲁斯特教授说。

回答有多少种开花植物是通过动物授粉的基本问题对于自然和农业生态系统中的传粉媒介保护和管理至关重要。对90%依赖动物授粉的开花植物物种的新计算将为更好地了解传粉媒介在地球生态系统健康中发挥的关键作用铺平道路,特别是考虑到全球传粉媒介持续减少。

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