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在自然植物群落中，花朵形态多样，可分为 “简单” 和 “复杂” 两类，其对传粉者的可及性不同。研究人员通过开发空间明确的进化模拟框架，发现两类花朵能稳定共存，且复杂花频率受植物空间分布和传粉者认知能力影响，为理解花朵多样性提供了新视角。
在奇妙的大自然中，植物和昆虫传粉者之间存在着长期的互利共生、共同进化的关系。花朵的各种特征，如开花物候、花展示大小、气味、颜色和形状等，都是在进化过程中为了适应传粉者而逐渐形成的。从花朵的形状来看，其可大致分为 “简单” 和 “复杂” 两种类型。像径向对称、向上开放、碟形的花朵（如毛茛），传粉者很容易接近，被视为 “简单” 花；而两侧对称、有融合管状或杠杆状部分的花朵（如羽扇豆），传粉者访问时需要特定的运动模式，学习处理难度大，属于 “复杂” 花。
一直以来，有个有趣的问题困扰着科学家们：这两种截然不同的花朵类型，为什么能在自然植物群落中和谐共存呢？毕竟，复杂花虽然通常能提供更高的奖励，但传粉者学习处理它们并不容易；而简单花虽奖励较低，却容易被传粉者获取。为了解开这个谜团，来自以色列海法大学（University of Haifa）和法国相关研究机构（INRAE Sophia Antipolis、INRIA Hephaistos）的研究人员 Tamar Keasar 和 Eric Wajnberg 展开了深入研究 。他们的研究成果发表在《BMC Ecology and Evolution》上，为我们理解植物群落中花朵多样性的维持机制带来了新的曙光。
研究人员采用了一种强大的研究方法 —— 开发空间明确的进化模拟框架（spatially explicit evolutionary simulation framework）。在这个模拟环境中，他们构建了一个 2D 方形网格来代表传粉者的觅食环境，其中放置了 “简单” 和 “复杂” 两种花朵。花朵随机分布在网格的斑块中，并且设定了不同的初始比例、密度和空间分布模式。同时，模拟了 100 只昆虫传粉者，它们具有不同的学习能力，这种学习能力决定了它们从复杂花中获取资源的效率。在模拟过程中，研究人员不断调整传粉者的飞行距离、花朵的总体密度等参数，记录 100 代内两种花朵类型和传粉者学习率的动态变化。
通过一系列模拟实验，研究人员收获了丰富且有趣的结果：
- 花朵稳定共存：在所有模拟条件下，简单花和复杂花都能稳定共存。不过，简单花在群落中始终占据优势，在第 100 代时，其平均频率在不同场景下介于 0.51 - 0.88 之间。研究发现，传粉者学习率与生存之间的权衡以及花朵奖励的消耗，对这种共存现象起着关键作用。当去除学习率带来的生存惩罚时，简单花的稳态平均比例从 0.60 降至 0.50；而消除花朵奖励的消耗后，稀有花种会灭绝，这表明奖励消耗在维持花朵共存方面有着重要意义。
- 花的聚集影响花朵频率：花朵的聚集程度对简单花和复杂花的稳态频率影响显著。在高花聚集（5 个斑块）和高平均飞行距离（20 单位 / 时间步长）的情况下，简单花的频率最低（<0.55） ；而在低花聚集（100 个斑块）时，无论飞行距离高低，简单花的频率都较高（0.75 左右）。这可能是因为传粉者不会重复访问近期访问过的花朵，并且在选择花朵时会考虑奖励和飞行距离。在花聚集程度高时，斑块内复杂花数量增多，简单花的优势减弱。
- 飞行距离影响学习能力：传粉者的平均飞行距离是影响复杂花稳态比例的重要因素。长距离飞行的传粉者有更多机会访问复杂花，从而进化出更高的学习能力，其在最后一代的学习能力均值达到 0.44 ± 0.08，而短距离飞行者仅为 0.09 ± 0.03。这种学习能力的差异进而影响了复杂花和简单花的频率。学习能力的提高使得传粉者更多地访问复杂花，增加了复杂花的适应性。
研究结论和讨论部分意义重大。研究表明，花朵的空间分布和传粉者的认知能力是塑造复杂花频率的关键因素。这一发现为理解自然植物群落中花朵形状多样性的维持机制提供了重要依据。该模型还提出了一些可检验的假设，在进化层面，可以通过比较不同碎片化栖息地中花朵的可及性特征和传粉者的飞行范围来验证；在行为层面，可以通过干扰传粉者的学习和记忆，观察其对简单花和复杂花觅食表现的变化。不过，目前的模型存在一些简化假设，未来可以通过纳入更多传粉者类型、明确模拟花蜜和花粉觅食等方式进行改进。总之，这项研究为植物 - 传粉者相互作用的研究开辟了新的方向，让我们对生态系统中这一微妙而重要的关系有了更深入的认识。
