短命植物异喙菊异形果实的两头下注策略

异喙菊(Heteracia szovitsii)是准噶尔荒漠中常见的一种具异形果实的菊科一年生早春短命植物。该文对其同一果序中3种果实的形态结构与扩散特征进行了比较研究,并对其生态学意义进行了探讨。结果表明:1)异喙菊3种果实的形态特征存在明显差异,导致其扩散特性明显不同,避免了同胞子代在生态位上的竞争。其中,中央果具冠毛,成熟后以果实为散布单元借风力扩散到较大范围;外围果与过渡果均无冠毛,分别以果序和果实为单元扩散至母株附近。2)3种果实胚大小的差异导致其幼苗大小和竞争能力不同。外围果与过渡果的胚比中央果的大,萌发后可产生较大和竞争力较强的幼苗。3)与中央果相比,外围果和过渡果果皮颜色较深,所含酚类物质较多,厚度较大且厚壁组织较多,对胚的保护能力强,且种子休眠程度深。4)异形痩果在数量上的差异,分摊了扩散和定居中的风险。数量较多的中央果增加了随机散布的机会,可为其扩大种群开拓更大的范围,而数量较少的外围果和过渡果可有效地减少近距离扩散所造成的同胞子代间竞争。异喙菊异形果实的产生及其生态学行为属于典型的两头下注策略:外围果和过渡果代表了"谨慎"或"低风险"策略,中央果则代表了"冒险"或"高风险"策略。通过这些策略,异喙菊可将其在准噶尔荒漠极端环境中的生存风险进行有效地分摊,以保障其繁衍成功。

短命植物异喙菊胚胎学研究

短命植物异喙菊,直生胚珠,双珠被,薄珠心,合点受精,合点端有帽状珠孔塞,合点端胚胎基部有短柱状装饰物,孢原细胞1个,直接发育成大孢子母细胞,经减数分裂,形成大孢子四分体,合点端大孢子发育成功能大孢子,其他三个退化.合点端、胚囊中都有不定胚发生.

荒漠短命植物异喙菊的小花异形性及繁殖特性

异喙菊(Heteracia szovitsii)是分布于新疆北部荒漠、具短寿命花和多态果实的菊科一年生短命植物。本文对该物种的开花式样和花部特征以及繁育系统与昆虫传粉特性进行了研究,以期明确其头状花序中小花的形态差异及其与多态果实间的关系、揭示其在短的花寿命内的繁殖特性。结果表明:该物种头状花序中发育成多态果实的3类小花在数量、冠毛的有无以及舌片长/宽、子房宽、花柱裂片长和子房喙长之间均存在不同程度的差异,且3类小花冠毛的有无以及子房宽和喙长与多态果实的形态一致,说明多态果实的数量与形态在小花发育过程中就已完成分化。花序中的小花每天集中在上午开放,使花序在功能上犹如一朵花,可快速增大花展示和对传粉者的吸引,以使异交在开花后短时间内完成;3类小花的自花花粉均可在花柱裂片上萌发并长出花粉管,说明该物种自交亲和。3类小花不去雄套袋后均能结实,且自然授粉后的结实率显著高于不去雄套袋的,说明该物种能自主自花授粉,且异花授粉促进了结实。3类小花通过雄性先熟以及次级花粉呈现中的泵/刷机制,将花粉呈现在花柱上部和未展开的柱头裂片外侧刷状毛上以及裂片顶端,延长了花粉呈现(雄性阶段)持续的时间,减少了花内雌雄功能间的干扰,有利于传粉者异花传粉,提高了雄/雌性适合度;同时,柱头裂片展开时可将自花花粉落置到裂片上,以完成自主自花授粉。主要传粉者六显甜花蜂(Halictus sexnotatulus)的访花时间与花序开放时间、花粉活力最高期和柱头最佳授粉期高度吻合,有利于雄性阶段花粉的输出以及雌性阶段柱头接受花粉,保障授粉在开花后短时间内快速有效地完成以及异交成功。在新疆北部荒漠的春季环境中,具短寿命花的异喙菊既可在低温多风导致传粉者不足或活动受限时,通过快速自主自花授粉及自交亲和机制来提供繁殖保障,也可在传粉者活动正常时,通过集中开花、雄性先熟及次级花粉呈现等机制来快速完成异交,提高雌/雄性及后代的适合度。