克隆植物种子繁殖和营养繁殖的适合度分析和度量

植物种群繁殖的适合度指繁殖行为适应环境变化的能力及其对各群更新发展的贡献,不仅表现在个体水平也表现在基因水平。提出度量种子繁殖和营养繁殖在个体和基因水平的适合度的计算公式,并计算了白三叶草繁殖的适合度,较好地解释了种子繁殖和营养繁殖对克隆植物种群更新发展朱同作用。     

植物交配系统的进化、资源分配对策与遗传多样性

影响植物自交率进化的选择力量主要体现在两个方面：当外来花粉量不足时,自交可以提高植物的结实率,即雌性适合度（繁殖保障）;而如果进行自交的花粉比异交花粉更易获得使胚珠受精的机会,那么自交也可以提高植物的雄性适合度（自动选择优势）。但是,鉴别什么时候是繁殖保障、什么时候是自动选择优势导致了自交的进化却是极其困难的。花粉贴现降低了自交植物通过异交花粉途径获得的适合度,即减弱了自动选择优势,而近交衰退既减少了自动选择优势也减少了繁殖保障给自交者带来的利益。具有不同交配系统的植物种群将具有不同的资源分配对策。理论研究已经说明,自交率增加将减少植物对雄性功能的资源分配比例,但将使繁殖分配加大,而且在一定条件下交配系统的改变甚至可以导致植物生活史发生剧烈变化,即从多年生变为一年生。文献中支持自交减少植物雄性投入的证据有很多,但是对繁殖分配与自交率的关系目前还没有系统的研究。资源分配理论可以解释植物繁育系统的多样性,尤其是能够说明为什么大多数植物都是雌雄同体的。自交对植物种群遗传结构的影响是减少种群内的遗传变异,增加种群间的遗传分化。长期以来人们一直猜测,自交者可能会丢掉一些长期进化的潜能,目前这个假说得到了一些支持。     

植物交酸系统的进化、资源分配对策与遗传多样性

影响植物自交率进化的选择力量主要体现在两个方面：当外来花粉量不足时,自交可以提高植物的结实率,即雌性适合度（繁殖保障）;而如果进行自交的花粉比异交花粉更易获得使胚珠受精的机会,那么自交也可以提高植物的雄性适合度（自动选择优势）。但是,鉴别什么时候是繁殖保障、什么时候是自动选择优势导致了自交的进化却是极其困难的。花粉贴现降低了自交植物通过异交花粉途径获得的适合度,即减弱了自动选择优势,而近交衰退既减少了自动选择优势也减少了繁残给自交者带来的利益。具有不同交配系统的植物种群将具有不同的资源分配对策。理论研究已经说明,自交率增加将减少植物对雄性功能的资源分配比例,但将使繁殖分配加大,而且在一定条件下交配系统在改变甚至可以导致植物生活史发生剧烈变化,即从多年生变为一年生。文献中支持自交减少植物雄性投入的证据有很多,但是对繁殖分配与自交率的关系目前还没有系统的研究,资源分配理论可以解释植物繁育系统的多样性,尤其是能够3说明为什么大多数植物都是雌雄同体的,自交对植物种群遗传结构的影响是减少种群内的遗传变异,增加种群间的遗传分化,长期以来人们一直猜测,自交者可能会丢掉一些长期进化的潜能,目前这个假说得到了一些支持。     

灌木铁线莲繁育系统特征及其花下垂现象的适应性意义

该研究对兰州市北山地区自然居群下的灌木铁线莲(Clematis fruticosa Turcz.)的繁育系统特征进行了实验分析,并通过对其花朵进行人工上举处理,研究了花朝向改变(花朵上举)后访花昆虫、花粉数量和质量变化以及结籽率和种子特征的变化,以此反证花朵下垂的适应性意义。结果表明:(1)自然状态下,灌木铁线莲的P/O值为9579.5,属于专性异花授粉;套袋实验结果显示,灌木铁线莲自交亲和,兼具异交和自交的混合交配系统,但不存在无融合生殖现象。(2)灌木铁线莲的主要传粉者为东亚无垫蜂(Amegill aparhypate)和中华蜜蜂(Apis cerana);人工上举处理改变花朝向后,两种传粉昆虫的访花频率和单花停留时间与自然条件下没有发生变化,但因雨水冲刷造成其花粉数量显著下降,且阳光直射使花粉活力显著下降,说明花朝向改变会降低其雄性适合度。(3)花朝向改变后,灌木铁线莲结籽率显著下降,种子宿存花柱长度降低,但并没有影响种子大小和千粒重,说明花朝向改变降低了雌性适合度,并影响到灌木铁线莲种子传播。研究结果证实,灌木铁线莲花期花朵下垂现象对有效传粉昆虫影响不大,但可以显著提高植物雄性适合度和雌性适合度,并作为一种有效的适应策略保障了其繁殖成功。     

毛姜花原变种花寿命对两性适合度的影响

植物的花寿命被认为是由雌、雄适合度的增长和维持花开放的花费之间的平衡来决定的。姜花属(Hedychium)是姜科唯一一个从热带到高海拔地区分布的大属, 属内不同种类植物的花寿命差异很大。毛姜花原变种(H. villosum var. villosum)的花寿命为5 d, 显著长于其它同域分布的姜科植物。通过人工剪除毛姜花原变种的柱头来使花朵具雌性功能的时间缩短, 结果显示: 在不同的处理中, 结实率随花朵具雌性功能时间的延长而增加, 开花1 d后剪除柱头的结实率为1.85% ± 1.59%, 极显著低于对照的结实率20.96% ± 4.13%, 说明其较长的花寿命能显著地增加传粉的成功率和结实率, 长达5 d的花寿命有利于雌性适合度的提高。同时, 毛姜花原变种开花1 d后, 剩余的平均花粉数和总平均花粉数没有显著差异, 而开花后2、3和4 d后剩余的平均花粉数则极显著少于总平均花粉数, 说明随着花寿命的延长, 花粉输出量也显著增加, 其长达5 d的花寿命也有利于其雄性适合度的提高。较长的花寿命在毛姜花原变种拓展新的生境、向更高海拔地区的扩散中也许起着重要的作用。姜科植物有着极其多样性的传粉和繁育系统, 花寿命在姜科植物传粉和繁育系统的多样性形成及其进化中起着重要作用, 同时, 较长的花寿命有效地提高了雌性适合度和雄性适合度, 从而使姜科植物能脱离热带生境, 向更高海拔的地区扩散, 花寿命在姜科植物从热带地区到高海拔地区的分布过程中也起着重要作用。     

雌全同株植物三脉紫菀花期偏雄的个体大小依赖的性别分配

经典的虫媒传粉植物个体大小依赖的性别分配模型通常预期:分配给雌性功能的资源比例将随着个体大小的增大而增加;但一些研究表明,花期个体大小依赖的性别分配模式表现出随个体大小增大而偏雄的趋势.我们以植株高度衡量个体大小,从花和花序两个水平上研究了雌花、两性花同株植物三脉紫菀(Aster ageratoides)花期个体大小依赖的性别分配策略.随着植株高度的增大,植株产生的头状花序数量增加,表明三脉紫菀投入到繁殖的资源不是固定不变的,而是随个体大小增大而增加的.在花和花序水平上,繁殖资源在雌雄性别功能之间的分配均表现为随个体大小的增大而更偏雄的模式,即花粉/胚珠比增加,产生花粉的两性花占两性花和雌花总花数的比例升高.这些结果与花期个体越大、性别分配越偏雄的预期一致.花期更偏雄的性别分配可能有助于植物在花期通过输出花粉提高雄性适合度,从而实现个体适合度的最大化.     

抗药性昆虫相对适合度的研究进展

杀虫剂抗性基因的突变对昆虫生理生化的影响体现为种群适合度的变化.种群抗性等位基因频率和生物学适合度可用来表征抗性昆虫相对适合度.抗性相关靶标和代谢酶的突变会改变昆虫正常的生理功能,抗性基因过量表达会引起昆虫体内生理能量分配失衡,两者均会造成抗性代价.但是,抗性等位基因置换和修饰基因可以抵消抗性代价.抗性昆虫相对适合度的表现型取决于抗药性形成的遗传背景和抗性水平.此外,其表现型还受到各种生态因素的影响.抗性昆虫相对适合度的研究结果可为预测抗药性发展趋势、开展抗药性治理提供科学依据.     

花寿命的进化生态学意义

花寿命 (Floral longevity) 是指一朵花保持开放并具有功能的持续时间, 它作为一种重要的繁殖策略影响着植物的繁殖, 在植物繁殖策略的进化生态学研究中具有非常重要的意义。近年来, 进化生态学家开始重视花寿命的研究, 在传粉与非传粉因素对花寿命的影响、花展示和繁殖成功与花寿命的关系等方面取得了长足的进展。生活史进化模型表明, 最优花寿命取决于开花成本和两性适合度实现速率之间的权衡。大量的实验研究支持此模型。实验研究表明:授粉可导致某些植物的花寿命显著缩短, 但是, 花粉移除对花寿命一般没有显著影响;部分植物的花具有最短花寿命, 这可能是一种保证植物雄性适合度的机制;温度和水分等非传粉因素的变化, 因改变开花成本而影响到花寿命;在花的群体水平上, 植物根据传粉状况和资源状况, 会调节花序上不同花的开放时间, 进而改变花展示的结构和功能;长的花寿命是保障植物繁殖成功的重要机制之一, 但可能要付出一定的适合度代价。该文概述了花寿命进化生态学的理论和实验研究进展, 最后指出:在理论研究上, 雌雄利益冲突为理解花寿命的进化提供了新的视角。在实验研究中, 需要重视植物通过优化花寿命而增强雄性适合度的研究思路。对花寿命的成本-收益分析, 需要考虑单花与花展示的功能关系。     

行为生态学（二十三）：动物的生殖合作（2）

帮手及其行为的科学解释一个动物发育成熟以后留在出生群中当帮手和离开出生群去进行独立生殖,显然是两种完全不同的对策,为了给帮手及其利他行为的存在以科学的解释,我们必须对这两种对策加以比较研究。从进化和自然选择的角度看,一个个体当帮手时的适合度一定会大于进行独立生殖时的适合度,至少两者的适合度也要相等,否则就无法解释为什么一个个体成熟后不去繁殖自己的后代。     

利他行为研究进展

利他行为,是指生物个体的行为直接增加了另外个体的适合度,而降低了行为者自身的适合度。利他行为无需受益者对行为者行回报。回报则称为互利的利他行为,本质上是一种合作,不在本文讨论之列。