由清華大學(xué)深圳研究生院生物醫(yī)藥研究中心主任、生命學(xué)部教授黃來強(qiáng)和深圳國(guó)家蘭科植物種質(zhì)資源保護(hù)中心首席科學(xué)家,、教授級(jí)高級(jí)工程師劉仲健領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),在世界上首次發(fā)現(xiàn)一種新穎的,、完全由雄性花藥主動(dòng)運(yùn)動(dòng)而不借助于任何外部傳遞媒介完成的自花傳粉機(jī)制。研究表明,這一機(jī)制是該物種繁殖的唯一途徑,并提示它是該物種為適應(yīng)其缺乏傳粉媒介的生態(tài)環(huán)境而進(jìn)化出的繁衍策略,可能廣泛存在于其它類似生境中的種群,。今日出版的世界最高科學(xué)雜志《自然》(《Nature》)刊載了這一完全由深圳科學(xué)家在國(guó)內(nèi)做出的重大科研成果,。  

        據(jù)了解,多樣性的生物種群與生態(tài)環(huán)境的相互作用、物種對(duì)環(huán)境演變的適應(yīng)及其進(jìn)化是生物學(xué)長(zhǎng)期研究的根本性命題,植物種群在其中扮演舉足輕重的角色,。達(dá)爾文一百多年前對(duì)大量植物的考察和研究,是他提出生物進(jìn)化論的重要依據(jù),。蘭科植物(蘭花)是植物界最大和進(jìn)化程度最高的家族之一,是自然環(huán)境和生物多樣性的重要組成部分,具有很高的科研、生態(tài),、觀賞,、文化和藥用價(jià)值,是我國(guó)最珍貴的野生植物資源之一,被國(guó)際公約列為重點(diǎn)保護(hù)的瀕危物種。因此,系統(tǒng)地研究蘭花不僅在科學(xué)理論上具有廣泛意義,而且是保護(hù),、繁育和利用這一珍貴生物資源的前提,。黃來強(qiáng)教授和劉仲健教授多年前開始在蘭花生物學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)行合作,這次在《Na-ture》發(fā)表的研究是課題之一,歷時(shí)近5年,。  

        此前為人所知,開花植物通過自花或異花傳粉授精實(shí)現(xiàn)繁殖,其雄性花粉的傳播均借助風(fēng)、重力,、動(dòng)物(如昆蟲)或分泌物等其中的一至數(shù)種媒介間接地傳到雌性柱頭上,。該研究團(tuán)隊(duì)在生長(zhǎng)于云南山林的樹干上、干旱季節(jié)開花的大根槽舌蘭中發(fā)現(xiàn)一種完全由雄性花藥主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)而不借助于任何外部傳遞媒介完成的自花傳粉機(jī)制,酷似動(dòng)物界的性交,。連續(xù)數(shù)年的觀察和分析研究表明,這種傳粉機(jī)制恒定地發(fā)生于所有植株和花朵而且只發(fā)生于同一花朵;承擔(dān)大根槽舌蘭的全部繁殖任務(wù)——該物種沒有其它的自花或異花傳粉機(jī)制;這種機(jī)制導(dǎo)致的是兩性配子融合的有性繁殖,而不是無性繁殖。為什么大根槽舌蘭會(huì)有這種自花傳粉機(jī)制?一方面,大根槽舌蘭具有異花傳粉的結(jié)構(gòu)如盛花蜜的距(用于吸引傳粉昆蟲)等,但它已經(jīng)退化,不再分泌花蜜或氣味,。另一方面,大根槽舌蘭的生長(zhǎng)環(huán)境在開花季節(jié)非常干旱,、無風(fēng)、昆蟲稀少,未觀察到任何昆蟲或風(fēng)為大根槽舌蘭傳粉,。這就提示大根槽舌蘭曾經(jīng)有異花傳粉,但在長(zhǎng)期的進(jìn)化中演化出目前的主動(dòng)交尾式的自花傳粉機(jī)制,以適應(yīng)干旱沒有傳媒昆蟲的生境,保障自身的繁衍成功,。這一機(jī)制可能廣泛存在于其它類似生境中的種群。這一研究成果對(duì)于認(rèn)識(shí)了解蘭花的繁育系統(tǒng)以及生物對(duì)環(huán)境演變的適應(yīng)及其進(jìn)化機(jī)理都具有重大意義,。