混合蝙蝠-蜂鸟授粉机制确保了这种高度适应多变高山环境的物种的繁殖成功

《Ecology and Evolution》：Mixed Bat-Hummingbird Pollination Assures Reproductive Success in a Highly Variable Upper Montane Species

巴西 Atlantic 森林中的两栖传粉植物 Callianthe sellowiana 通过昼夜传粉者（蝙蝠和蜂鸟）的功能互补实现高繁殖成功率。花形随时间变化（夜间宽白天窄），光谱分析显示低紫外反射和红光峰值，适合蝙蝠和蜂鸟视觉。排除实验表明昼夜传粉者贡献相当，混合传粉显著提高果肉和种子产量。自花不亲和性通过少量异花花粉即可克服，揭示混合传粉策略的生态优势。

　　Callianthe sellowiana，一种分布于巴西大西洋森林高海拔地区的植物，展现出了独特的花型特征，其花的形态和颜色在不同时间表现出高度的可变性。这种植物的花同时具备吸引蜂鸟和蝙蝠的特性，展现出一种混合授粉系统。通过对这种植物在海拔2000米左右的巴西大西洋森林中的观察与实验，研究发现，无论是蜂鸟还是蝙蝠授粉者，其对果实和种子的形成都具有相似的贡献，且在白天和夜晚的排除实验中，没有显著差异。然而，混合授粉的效果明显优于单一授粉，表明这种系统具有功能上的互补性，且两种授粉方式在授粉效率上相近。

植物的花型特征在不同时间段展现出不同的适应性，例如在夜晚，花冠更宽，有助于蝙蝠的访问，同时增强其声音信号；而在白天，花冠较窄，更符合蜂鸟的授粉需求。光谱分析结果显示，这些花朵在紫外光谱上的反射率较低，但在红光波段有显著的反射峰，同时在绿光波段有较高的反射率，这与蝙蝠和蜂鸟的视觉系统相匹配。这种适应性不仅体现在花的结构上，还体现在其颜色和形状的变化中，从而可能在吸引不同授粉者方面发挥重要作用。

研究还发现，蜂鸟的访问频率在不同开花季节保持稳定，而蝙蝠的访问频率则存在较大波动，这可能意味着C. sellowiana维持了一种稳定的双峰授粉策略。在授粉实验中，通过将自花授粉与异花授粉混合，研究者观察到即使少量的异花花粉也能促进花粉管的发育，即使在存在自花花粉的情况下，也能有效避免自花授粉的干扰。这一发现揭示了该物种可能采取的策略，以在不完全自花授粉的情况下提高繁殖成功率。

在视觉建模方面，研究者评估了不同颜色类别对蝙蝠和蜂鸟的吸引力。结果显示，大多数花型在视觉上对两种授粉者同样显眼，表明该物种的花色并未受到明显的授粉者选择压力，或者其颜色变化可能对两种授粉者都具有优势。此外，尽管蝙蝠和蜂鸟在视觉上对花朵的感知有所不同，但它们的视觉信号可能在某些波段上相互重叠，从而支持了该物种在两种授粉者之间实现有效授粉的可能。

在授粉者排除实验中，研究者观察到，在排除授粉者的情况下，果实和种子的形成并未受到显著影响，这表明无论是蜂鸟还是蝙蝠的授粉活动，都对繁殖成功具有相似的贡献。然而，在开放授粉的对照组中，果实和种子的形成显著增加，这进一步强调了混合授粉策略在提高繁殖成功率方面的重要性。此外，该植物在白天和夜晚都保持较高的繁殖成功率，这可能与其在不同时间段的花型变化有关。

研究还发现，该植物的花色呈现出显著的个体差异，从白色到深紫色，包括粉红色、紫色、淡黄色等。这种花色的多样性可能反映了蝙蝠和蜂鸟在授粉过程中施加的共同选择压力。尽管蝙蝠主要依赖于视觉信号，而蜂鸟则对颜色有较强的偏好，但研究者发现，C. sellowiana的花朵在不同波段的反射率可能同时满足两种授粉者的视觉需求，从而促进了混合授粉的形成。

此外，研究还探讨了授粉者的活动模式对花粉沉积的影响。蝙蝠通常携带更多的花粉，且其花粉具有较高的遗传多样性，这可能有助于提高自花不亲和植物的繁殖成功率。而蜂鸟虽然访问频率较高，但其领地行为可能导致花粉的自授粉率增加。因此，C. sellowiana的混合授粉策略可能有助于平衡这两种授粉者的贡献，从而提高繁殖成功率和适应性。

总的来说，C. sellowiana的混合授粉策略不仅反映了其在形态和颜色上的适应性，还揭示了植物在不同授粉者之间实现功能互补的可能性。这种策略可能增强了其在多样的授粉环境中生存和繁衍的能力，同时也为理解植物与授粉者之间的相互作用提供了新的视角。未来的研究可以进一步探讨该植物的花粉质量和气味在混合授粉系统中的作用，以及其在不同环境条件下的适应性变化。这些发现强调了功能和时间上的互补性在混合授粉系统中的重要性，并突显了生物多样性在授粉生态学中的积极作用。