六千万年的分裂后,遥远的物种产生了“爱子”蕨类植物

2020-09-07 184蕨类

六千万年的分裂后,遥远的物种产生了“爱子”蕨类植物。基因分析显示,在法国山区发现的一种精致的林地蕨类植物是两组远亲植物的爱子,这两组植物已经有6000万年没有杂交了。

研究背景

对于大多数植物和动物来说,在如此长的时间间隔后重新结合被认为是不可能的,因为随着时间的推移,物种之间的遗传和其他不相容性也在不断发展。

杜克大学标本室的负责人、合著者凯萨琳·普赖尔说,经过如此漫长的进化解体后的繁殖,就像大象与海牛杂交,或人类与狐猴杂交。

六千万年的分裂后,遥远的物种产生了“爱子”蕨类植物

这项研究由加州大学伯克利分校的普赖尔和卡尔·罗斯费尔斯领导,发表在今天的网络和2015年3月的《美国博物学家》杂志上。

这种淡绿色的蕨类植物被发现在比利牛斯山脉的森林里野生生长,最终被送到了一个育婴室,研究人员在那里摘下了几片叶子,提取了DNA,以确定它的亲缘关系。

令他们惊讶的是,六千万年的分裂后,遥远的物种产生了“爱子”蕨类植物。基因分析显示,这种蕨类植物是橡树蕨类植物和脆弱蕨类植物杂交的结果。这两个远近相关的类群在北半球大部分地区同时出现,但在大约6000万年前停止了基因交换并分裂成不同的谱系。

“对大多数人来说,它们只是看起来像两种蕨类植物,但对于蕨类植物的研究人员来说,这两类植物看起来确实不同,”罗斯费尔斯说。

其他的研究也记录了树蛙物种的例子,这些物种在3400万年前分道扬镳后能够繁衍后代,而太阳鱼在近4000万年后杂交,但迄今为止,这是有史以来最极端的重聚。

“对于大多数动植物物种来说,生殖不相容最多只需要几百万年,”罗斯费尔斯说。

研究意义

研究人员说,蕨类植物的性生活可能有助于解释为什么不同的蕨类谱系能保持如此之久的相容性。

蕨类植物的性行为和其他许多生物没有什么不同,因为它需要精子和卵子的结合。但是,许多其他植物依靠鸟类、蜜蜂或其他动物来充当媒人,而蕨类植物所需要的只是风和水。

需要传粉者繁殖的植物在叫停后可能很难重新点燃火花,尤其是当它们依赖的动物对花的形状、大小或其他可能随时间而改变的特征很挑剔的时候。

Rothfels说:“人们很容易认为开花植物的某些特殊之处使它们具有竞争优势,但这些结果提出了另一种可能性。”

也就是说,对于蕨类植物和其他不依赖动物媒人的植物来说,繁殖不相容——一个物种分裂成两个物种的关键条件——可能进化得更慢。这可能有助于解释为什么开花植物的数量比蕨类植物多30倍,尽管蕨类植物的生存时间更长。

引用

Duke University. "Distant species produce 'love child' fern after 60-million-year breakup." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 February 2015. www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150213145051.htm.

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