追踪蕨类植物令人惊讶的甜蜜防御策略的进化

植物和以植物为食的动物以令人着迷的方式共同进化，形成了生存策略的动态相互作用。许多植物已经发展出物理和化学防御来抵御食草动物。开花植物的一个著名策略是产生花蜜来吸引“蚂蚁保镖”。最近的研究探索了蕨类植物中这种相同防御策略的进化。

田纳西大学诺克斯维尔分校助理教授雅各布·苏萨 (Jacob Suissa ) 与博伊斯汤普森研究所蕨类植物专家Fay-Wei Li和康奈尔大学蚂蚁专家Corrie Moreau合作领导了这项研究。

这项研究最近发表在《自然通讯》上，揭示了蕨类植物和开花植物在白垩纪大约同一时期独立进化出了蜜腺，这是一种特殊的结构，可以分泌糖分来吸引蚂蚁保镖。这一发现意义重大，因为它表明相似的进化动力学塑造了这两个相隔 4 亿多年的不同谱系中蚂蚁与植物互利共生的发展。

“我们的研究突出了一个令人着迷的趋同进化例子，蕨类植物和开花植物都各自发展出了类似的策略，通过招募长有蜜腺的蚂蚁防御者来保护自己免受掠食者的侵害，”苏萨说道。

通过整合系统发育数据和比较分析，研究小组发现，蜜腺在蕨类植物和被子植物中同时出现，但与开花植物相比，蕨类植物的分化明显滞后。研究还表明，蕨类植物很可能在从森林地表过渡到树冠时利用先前存在的蚂蚁-被子植物关系，二次招募蚂蚁防御者。

“蕨类植物蜜腺的进化史不仅展示了植物和昆虫之间的复杂关系——这种关系以前被低估了——而且还强调了蕨类植物适应生态挑战的能力，”苏萨解释道。

这项研究为塑造动植物相互作用的进化动力学提供了新的见解。通过了解蕨类植物和开花植物如何独立发展出类似的防御机制，科学家可以更好地理解控制生物多样性和生态系统功能的基本原理。这项研究为探索其他植物特征的进化历史及其生态影响开辟了新途径，强调了自然界中互利关系的重要性。

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