随着世界变暖，许多植物都发生了明显的早春开花转变。这一趋势令生物学家感到震惊，因为它有可能破坏植物与为它们授粉的生物(蝴蝶、蜜蜂、鸟类、蝙蝠和其他生物)之间精心设计的相互作用。

植物适应气候变化以吸引传粉者

但很少有人关注其他花卉性状的变化，例如花朵大小，这也会影响植物与传粉者之间的相互作用，而此时许多昆虫传粉者在全球范围内都在减少。

在《进化快报》在线发表的一项研究中，密歇根大学的两位生物学家和佐治亚大学的一位同事表明，美国东南部常见牵牛花的野生种群在2003年至2012年间增加了花朵的大小。

研究人员表示，花的大小增加表明植物在吸引传粉者方面投入更多。这些变化在更靠北的纬度地区最为明显，这与之前的广泛工作一致，表明北部植物种群往往对气候变化表现出更显着的进化反应。

在那些牵牛花种群中也观察到开花提前的转变。此外，有诱人的迹象表明植物增加了对花卉回报的投资——蜜蜂、食蚜蝇和黄蜂为白色、粉色和蓝色牵牛花授粉所获得的花蜜和花粉。

“我们对植物与传粉者相互作用的关键性状如何随着时间的推移作为对气候变化的反应而演变的理解存在重大差距，”该研究的主要作者、密歇根大学生态系博士生SashaBishop说。和进化生物学。

“我们表明，除了有据可查的向早开花的转变外，花卉结构和奖励也可以在对当代环境变化的进化反应中发挥重要作用。”

常见的牵牛花是一种一年生的杂草藤本植物，遍布美国东部、中西部和南部。它经常出现在路边和农田里。

UM领导的研究使用了一种“复活”方法，该方法涉及在两年(2003年和2012年)从田纳西州、北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的农业大豆和玉米田边缘收集的牵牛花种子发芽。

在那九年的时间里，该地区经历了气温上升——尤其是最低气温和夜间气温的上升——以及极端降雨事件数量的增加，并夹杂着更严重的干旱。

为了寻找花卉形态的变化，研究人员在密歇根大学马泰植物园的温室中种植了这两年田间收集的种子。当花朵盛开时，用数显卡尺测量各种花卉性状。

测量结果表明，牵牛花的花冠在这九年的时间间隔内明显变宽——2003年的直径为4.5厘米(1.8英寸)，2012年的直径为4.8厘米(1.9英寸)，花冠宽度的变化在更北纬地区的种群中最大.一朵花的花瓣统称为花冠。

该研究还揭示了2003年至2012年间开花时间提前的转变，这主要是由北纬地区的人口驱动的。使用2012年收集的种子种植的植物平均提前四天开始开花。

有趣的是，研究人员还观察到随着时间的推移，受纬度影响的趋势是对花卉奖励(花粉和花蜜)的投资增加。平均而言，与2003年收集的种子相比，用2012年收集的种子培育出的牵牛花产生更多的花粉粒和更多的花蜜蔗糖。

然而，花粉和花蜜分析只涉及四个牵牛花种群。由于检查的种群数量较少，因此花卉奖励的发现未包含在统计测试中，以寻找植物通过自然选择进行适应的证据。

“尽管如此，传粉媒介吸引的投资似乎有暂时的增加，而且这一结果是由北纬地区的人口驱动的，”该研究的资深作者、密歇根大学生态与进化生物学系副教授里贾纳鲍康说。

该研究没有发现任何证据表明牵牛花正在提高它们自花授粉的速度。先前一些研究的证据表明，“自交”增加可能是对气候变化和/或与土地利用变化相关的授粉媒介减少的一种反应。

“这是第一篇使用复活方法来研究负责植物与传粉者相互作用的特征可能随时间演变的潜力的文章，伴随着传粉者数量的减少以及由于气候和土地利用制度的变化而导致的剧烈环境变化，”主教说。

15个牵牛花种群被纳入观察花卉形态变化的复活实验中。早春开花的研究中包括了23个种群。总共测量了456株植物的2,836朵花。