2008年08月23日 08:23
自交衰退會導致植物產生生活力較差的子代，但是為什麼約有20%的有花植物以自花授粉作為主要的交配策略？這個問題一直困擾著達爾文，他為此提出一個假說：當植物缺乏傳粉昆蟲或者交配機會的時候，自花授粉可以保證種子的產量。這個假說是非常容易理解的，被廣泛接受用來解釋自花授粉的進化。然而，很少有實驗直接去驗證這個假說。在多開花季節多居群的長期角度上來驗證的例子更是少得可憐。除繁殖保障和自交衰退以外，自交還導致其他的收益和代價，如果想全面理解自交的進化，必須要綜合考慮這些因素。
姜科植物屬於泛熱帶分佈，但是其中象牙參屬植物卻生長在溫帶高海拔地區，主要分佈喜馬拉雅及橫斷山地區，被認為是青藏高原隆起後從熱帶亞熱帶廣布的姜花屬植物中分化出來的適應於高原環境的姜科植物類群。對熱帶姜科植物的繁殖策略已經多有報道，然而對這個生長在特殊生境的高山姜科植物卻從未受到研究者關注。
最近，中國科學院西雙版納熱帶植物園的博士生張志強及其導師李慶軍研究員研究了一種高山的姜科植物無柄象牙參 (Roscoea schneideriana)。他們研究表明，雖然無柄象牙參有艷麗的花朵，但是少有昆蟲來傳粉。奇怪的是，它在自然居群中卻有著非常高的坐果率。張志強和李慶軍研究員發現，在無柄象牙參開花過程中，它的柱頭部分逐漸主動地彎曲至花粉囊的位置。他們在詳細研究自交機制、自交結實能力和自交發生時間的基礎上，進一步在多花期多居群內直接量化了繁殖保障，同時量化了自交衰退的程度。在綜合分析自交利弊後，他們認為無柄象牙參主動自交繁殖策略之所以被選擇，最根本的原因是能在惡劣傳粉狀況下，主動自交在付出較小代價的同時提供了巨大的繁殖保障。傳粉者缺乏導致的花粉限制是自交進化形成的主要選擇壓力。無柄象牙參花期和該地區雨季高峰期恰好重疊，可能是導致花粉者稀少的原因之一。另一個解釋是傳粉者和象牙參之間互利共惠系統在中國喜馬拉雅地區的崩潰。
該研究成果發表在即將出版的植物科學領域的著名期刊《植物學年鑒》（Annals of Botany ）上。
