被子植物約有35萬(wàn)種，在生態(tài)系統中占絕對優(yōu)勢。生物學(xué)家達爾文對被子植物突然爆發(fā)一直感覺(jué)非常迷惑，稱(chēng)之為“討厭之謎（abominable mystery）”?；C據顯示，被子植物在白堊紀早期已由昆蟲(chóng)傳粉為主，傳粉昆蟲(chóng)的多樣化可能是促進(jìn)被子植物大爆發(fā)原因之一。目前被廣泛接受的假說(shuō)是“被子植物早期具有泛化的傳粉者‘generalist’（即傳粉動(dòng)物訪(fǎng)問(wèn)系統發(fā)育關(guān)系不相關(guān)的植物種類(lèi)，并且往往以取食目的），進(jìn)而形成泛化的傳粉系統”。當前，關(guān)于被子植物早期分支與傳粉昆蟲(chóng)之間相互關(guān)系的研究受到以下阻礙：現存被子植物早期分化的類(lèi)群基本是孑遺種類(lèi)，最大的特點(diǎn)是“科多種少”；單種屬，單型科比例較高，研究對象的物種多樣性受限?，F存被子植物早期分支類(lèi)群主要分布于熱帶亞洲，且以夜晚開(kāi)花為主，開(kāi)展野外研究較為困難。

　　以東南亞為分布中心的五味子科（Schisandraceae）是被子植物早期分支物種最豐富的陸生類(lèi)群，約100種，其花的形態(tài)、顏色及性系統的多樣性為研究被子植物早期分支與傳粉者之間相互關(guān)系的起源與演化提供了理想的模式。 近期，中國科學(xué)院華南植物園研究員羅世孝及其合作者，通過(guò)野外采樣、觀(guān)察與視頻拍攝、電子掃描鏡下性狀分析、昆蟲(chóng)的形態(tài)與DNA條形碼鑒定、協(xié)同分子系統樹(shù)的構建及分子鐘的分析，首次從物種、群落和系統發(fā)育水平層面，揭示了被子植物“第一個(gè)”專(zhuān)性共生傳粉系統，即“五味子科植物與癭蚊”的演化與維持機制。

　　群落水平的研究發(fā)現，同域分布的五味子科植物大多各自擁有自己獨特的傳粉者，同一物種在不同的群落具有相同的傳粉者。協(xié)同系統發(fā)育與分子鐘標定發(fā)現，年輕的傳粉癭蚊與更古老的五味子科植物之間形成了典型的協(xié)同適應。五味子科植物花部結構與傳粉癭蚊產(chǎn)卵結構之間形成了典型的性狀匹配，一種傳粉癭蚊的產(chǎn)卵結構與一種植物的花部結構特征高度適應。綜合研究及分析整個(gè)現存被子植物早期分支與傳粉者之間相互關(guān)系發(fā)現，以產(chǎn)卵為目的蠅類(lèi)（flies）是現存被子植物早期分支種類(lèi)的主要傳粉者。這一類(lèi)傳粉者有“沒(méi)有花粉會(huì )被取食”和“雌性的草食昆蟲(chóng)為了后代發(fā)育更忠誠于同一物種的花，因此在植物與傳粉者之間形成的往往是更加專(zhuān)性的相互關(guān)系”兩個(gè)明顯的優(yōu)勢。地球上現存被子植物早期分支物種主要由產(chǎn)卵的昆蟲(chóng)傳粉，相互之間形成了特殊的共生關(guān)系，而非具有“泛化的傳粉者”。這一新的發(fā)現對傳統的假說(shuō)提出了挑戰，為研究和理解被子植物早期與傳粉者相互關(guān)系提供了新思路。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委的資助。

圖1.五味子科植物不同的花部結構對就不同的傳粉癭蚊的訪(fǎng)花行為和產(chǎn)卵相關(guān)結構的特征

圖2、五葉子科植物與傳粉癭蚊之間互利共生關(guān)系及花部性狀與傳粉者產(chǎn)卵性狀之間協(xié)同適應