自交衰退会导致植物产生生活力较差的子代，但是为什么约有20%的有花植物以自花授粉作为主要的交配策略？这个问题一直困扰着达尔文，他为此提出一个假说：当植物缺乏传粉昆虫或者交配机会的时候，自花授粉可以保证种子的产量。这个假说是非常容易理解的，被广泛接受用来解释自花授粉的进化。然而，很少有实验直接去验证这个假说。在多开花季节多居群的长期角度上来验证的例子更是少得可怜。除繁殖保障和自交衰退以外，自交还导致其他的收益和代价，如果想全面理解自交的进化，必须要综合考虑这些因素。

 

姜科植物属于泛热带分布，但是其中象牙参属植物却生长在温带高海拔地区，主要分布喜马拉雅及横断山地区，被认为是青藏高原隆起后从热带亚热带广布的姜花属植物中分化出来的适应于高原环境的姜科植物类群。对热带姜科植物的繁殖策略已经多有报道，然而对这个生长在特殊生境的高山姜科植物却从未受到研究者关注。

 

最近，中国科学院西双版纳热带植物园的博士生张志强及其导师李庆军研究员研究了一种高山的姜科植物无柄象牙参 (Roscoea schneideriana)。他们研究表明，虽然无柄象牙参有艳丽的花朵，但是少有昆虫来传粉。奇怪的是，它在自然居群中却有着非常高的坐果率。张志强和李庆军研究员发现，在无柄象牙参开花过程中，它的柱头部分逐渐主动地弯曲至花粉囊的位置。他们在详细研究自交机制、自交结实能力和自交发生时间的基础上，进一步在多花期多居群内直接量化了繁殖保障，同时量化了自交衰退的程度。在综合分析自交利弊后，他们认为无柄象牙参主动自交繁殖策略之所以被选择，最根本的原因是能在恶劣传粉状况下，主动自交在付出较小代价的同时提供了巨大的繁殖保障。传粉者缺乏导致的花粉限制是自交进化形成的主要选择压力。无柄象牙参花期和该地区雨季高峰期恰好重叠，可能是导致花粉者稀少的原因之一。另一个解释是传粉者和象牙参之间互利共惠系统在中国喜马拉雅地区的崩溃。

 

该研究成果发表在即将出版的植物科学领域的著名期刊《植物学年鉴》（Annals of Botany ）上。（来源：中国科学院昆明分院）