中国被子植物花序多样性的生态与进化驱动因素

《Journal of Ecology》：Ecological and evolutionary drivers of inflorescence diversity in Chinese angiosperms

聚花器官多样性研究揭示环境与进化共同驱动植物生殖结构分布格局，西北干旱寒冷区以不定形聚花为主，东南稳定气候区则以定形为主，中间水文条件适宜两者共存。

　　

摘要

1. 花序是被子植物的主要繁殖结构。尽管关于花序的生物地理学已经有了大规模的研究，但仍然缺乏对不同类型花序在适应性方面的权衡机制的研究，以及花序形态的空间分布模式及其生态和进化驱动因素的研究。
2. 本研究基于25,778种中国被子植物的花序类型及其分布数据，综合分析了环境变量、系统发育关系和潜在传粉者组合对花序多样性空间分布的影响，以及其生态和进化决定因素。
3. 我们观察到沿第一主成分轴（PC1）花序多样性呈现出驼峰形分布模式，这主要与水热条件有关。多样性峰值出现在温度和降水量适中的地区，反映了不同类型花序之间的权衡。不定型花序主要出现在极端环境条件下（如寒冷和干旱气候），中国西北部是这类花序的主要分布区域。系统发育分析表明，自白垩纪以来全球平均表面温度的波动促进了从定型花序向不定型花序的进化转变，使得不定型花序能够在气候不稳定的地区（如中国西北部）适应性地演化。此外，传粉昆虫的起源和快速多样化使得定型花序在中国气候稳定的东南部地区仍能持续存在，并与传粉者形成更强的共现模式。适度的环境异质性和资源可用性为这两种花序策略的共存创造了条件，从而在中等水热条件的地区增强了多样性。
4. 总结：这些发现表明，环境因素通过直接限制以及通过与潜在传粉者的相互作用和进化历史间接影响了花序的多样性。本研究通过探讨在生态和进化因素影响下两种花序类型之间的适应性权衡，为花序多样性的形成提供了新的视角。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究的所有数据和分析代码已永久存档在Zenodo上：https://doi.org/10.5281/zenodo.18195725（Shao等人，2025）。活跃的开发代码库可在GitHub上找到：https://github.com/ZhangChunyu-BioGeo/Inflorescence-Diversity。