中科院專家發現植物偽裝術,同一物種在不同山頭顏色不一

2021-01-21 澎湃新聞
中科院專家發現植物偽裝術，同一物種在不同山頭顏色不一

澎湃新聞記者 劉霽 通訊員 牛洋

2017-10-11 11:03 來源：澎湃新聞

在弱肉強食的世界裡，避免被天敵發現是首選的防禦策略。偽裝是各種生物慣用的防禦伎倆，而隱蔽色（Cryptic coloration）則是最常見的偽裝方式。擁有隱蔽色的生物通過特殊的體色將自身與環境融為一體，以達到偽裝的目的。

近日，中科院昆明植物研究所高山植物多樣性研究組的孫航研究團隊發現，植物可以通過表型分異實現偽裝色彩，局部適應周圍環境。

半荷包紫堇的生活史背景。a：自然環境中的植株；b，c：不同生境的迥異色彩；d：產卵的絹蝶（彭建生 攝影）；e：絹蝶卵粒（箭頭指示）；f：絹蝶幼蟲；g：幾乎被取食殆盡的紫堇小苗。

流石灘上的隱士

極高山地區，由於強烈的凍融風化作用，巖石容易碎裂崩解。崩解的巖石散落堆積，就形成了流石灘。遠觀，這裡似乎是不毛之地；近看，石縫中卻孕育著諸多特有的動植物。由於視野開闊沒有遮擋，生活在這裡的生物被天敵發現的風險無疑更高。

一些紫堇屬植物僅生長在西南高山的流石灘環境中，其中的一些種類是絹蝶屬昆蟲（一類北半球高山及高緯地區特有的蝴蝶）的寄主。雌性絹蝶成蟲依靠視覺尋找寄主，並將卵產在心儀的寄主附近，蝴蝶幼蟲孵化後即以紫堇為食。體型矮小的紫堇在遭受幼蟲的啃食後常常面臨滅頂之災。

該研究組在多年前已經發現，某些紫堇群體中同時包含兩類葉色的個體：既有「正常」的綠色型，也有「特殊」的隱蔽色型。具有隱蔽色的個體與周遭的巖石非常相似，很容易被人忽略，只有在開花的時候才暴露自己。以囊距紫堇（Corydalis benecincta）為研究對象，研究者此前已經證實，與綠色個體相比，偽裝色個體具有更高的生存概率。

然而，流石灘本身的色彩常常千差萬別，這意味著生物的「背景」不是一成不變的。以雲南白馬雪山為例，強烈的造山運動將不同地質歷史時期形成的巖石擠壓和抬升到一起，相距幾十公裡內的不同山頭，有的棕褐、有的暗紅、有的灰白。對這些現象的觀察引發了一個大膽猜測：為實現最佳的偽裝，紫堇的體色是否會在不同的山頭間發生適應性的分化呢？

選擇強度越高，偽裝效果越好

近年來，研究者以半荷包紫堇（Corydalis hemidicentra）為研究對象，收集到五個群體的葉片和巖石樣本，測得了它們的反射光譜數據（色彩），並利用蝶類的色彩感受模型加以分析。結果表明，儘管它們同為一個物種，且相距並不遙遠，但群體間的葉色卻發生了明顯的分異。研究者甚至可以僅僅通過葉子的色彩判定某個個體大約產自哪個山頭。更有意思的是，灰白色流石灘上生長的個體葉色灰白，而暗紅色巖石中生長的個體葉色紅褐。簡言之，葉色幾乎總是與其原本所在的巖石背景最為匹配，表現出局部適應的格局。

此外，葉色的偽裝效果在群體間也具有顯著的變化，某些山頭的偽裝更好一些（更難被發現），某些群體則稍差一些。同時，絹蝶危害的程度（選擇強度）在不同山頭間也有差異，某些山頭葉片被啃食的比例比其他山頭更高。一個貌似合理的推測是，在較強的選擇壓力下，葉色將會向著偽裝更好的方向演化。

通過相關分析進行檢驗後，研究者確實在兩者間找到了強烈的相關趨勢，即選擇強度越高，偽裝效果越好。

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關鍵詞 >> 偽裝術 植物 色彩

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