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　　植物是指可以通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學能的自養(yǎng)真核生物。通常我們認識的植物即為綠色植物，包括綠藻、輪藻和陸生植物。綠色植物與其它真核生物大約在10億年前發(fā)生分化。而在12億年前，占據(jù)地球絕大部分的是海洋，此時紅藻類起源。紅藻類在很長地質(zhì)歷史時期占據(jù)了地球自養(yǎng)生物的主體，直到約5億年前綠色植物開始從海洋登陸?，F(xiàn)今地球陸地上占據(jù)絕對優(yōu)勢的生物類群是種子植物，包括裸子植物和被子植物。裸子植物物起源于3-4億年前，而被子植物起源于約2億年前。同時，現(xiàn)如今占據(jù)地球這顆藍色星球70%表面的海洋中依然興盛著各個不同門類的“藻類”，包括灰藻、紅藻和多種多樣的綠藻等。 

　　傳粉是指花粉（包含植物的雄配子體）通過生物和非生物媒介傳遞到柱頭，從而完成受精的過程。通常認為的傳粉只發(fā)生在種子植物中。廣義的“傳粉”可以定義為有性生殖的雄配子體通過媒介傳遞到包含了雌配子體的器官而完成受精的過程。通過媒介實現(xiàn)傳粉的植物物種占據(jù)了現(xiàn)今地球陸地植物的大多數(shù)，如約87.5%的被子植物依賴于動物傳粉。這種廣義的動物傳粉現(xiàn)象的起源可能早于種子植物的起源，如動物“傳粉”現(xiàn)象在真菌和苔蘚中也有報道。在水生環(huán)境中，沉水的水生被子植物往往通過水流進行傳粉；但也有報道發(fā)現(xiàn)海洋被子植物泰來草（Thalassia testudinum）通過海洋十足類動物的幼蟲傳粉。因此，在綠色植物起源之前或者從水生環(huán)境登陸之前，是否有傳粉現(xiàn)象的存在呢？海洋中常見的紅藻類是否存在類似于被子植物的傳粉現(xiàn)象呢？ 

　　紅藻（Florideophyceae）為光合自養(yǎng)生物，色素體中除含葉綠素和類胡蘿卜素外，還含有藻紅素。藻紅素能吸收進入深海的短波光、藍光和綠光進行光合作用，使其在深海中也能生活。全球約7000余種紅藻，包括紫菜和石花菜等。紅藻類的有性生殖為卵式生殖，由精子囊中釋放出來的成熟精子，隨媒介抵達雌性器官果胞，與果胞頂端的受精絲接觸，經(jīng)此進入果胞，與其中的卵結(jié)合，完成受精過程形成合子。紅藻生殖細胞都不具鞭毛，在水中的游動能力差，暗示紅藻可能由動物媒介進行傳粉而實現(xiàn)繁殖。最近，來自法國索邦大學和智利南方大學的研究人員Lavaut等人通過嚴格的控制實驗發(fā)現(xiàn)，紅藻綱杉藻目江蘺科江蘺屬藻類（Gracilaria gracilis）由節(jié)肢動物門軟甲綱等足目蓋鰓水虱科蓋鰓水虱屬動物（Idotea balthica）實現(xiàn)雄配子體到雌性器官的傳遞，從而完成受精過程，揭示了一類全新的非綠色植物并存在于水生環(huán)境中的傳粉現(xiàn)象。 

　　中國科學院國際人才計劃訪問學者、英國北安普頓大學Jeff Ollerton教授和中國科學院昆明植物研究所任宗昕副研究員應(yīng)邀對這一新發(fā)現(xiàn)進行了評述和展望。首先，研究擴展了傳粉現(xiàn)象的類群、時間和空間尺度。傳粉現(xiàn)象在紅藻中的發(fā)現(xiàn)，極大的擴展了依賴于動物傳粉類群的范圍；紅藻類起源于12億年前，而等足目甲殼動物起源于3億年前，因此，這種原始的傳粉互利關(guān)系可能已經(jīng)存在了3億年甚至更長時間；由于紅藻類物種多樣性高，因此這類傳粉現(xiàn)象在海洋中普遍性可能很高，意味著大量這樣的互作關(guān)系可能尚未被揭示出來。Lavaut等人的研究使得人們對傳粉互作關(guān)系的認知從陸地擴展到了更加廣闊的水下世界。其次，該互利關(guān)系中，紅藻為等足目甲殼動物提供可以附著的生存環(huán)境，避免被捕食和被洋流沖走；等足目甲殼動物以粘附在紅藻藻葉表面的硅藻為食，可以清理紅藻藻葉，促進紅藻的生長；而Lavaut等人的研究發(fā)現(xiàn)等足目甲殼動物能為紅藻傳粉，是紅藻有性生殖的必要條件。因此該系統(tǒng)可稱為“雙重互利關(guān)系”（double mutualism），形成相互依賴的互利生態(tài)關(guān)系（圖1）。最后，大多數(shù)的紅藻生長在海岸帶，而這些環(huán)境恰恰是人類干擾和氣候變化影響最大的區(qū)域。甲殼動物對海洋水溫變化、水質(zhì)酸化和污染極為敏感。因此，這些海洋里重要的互作關(guān)系在我們尚未認知的時候，可能已經(jīng)受到了全球變化的嚴重威脅。研究表明，保護海洋環(huán)境中的物種互作關(guān)系刻不容緩。 

　　研究成果以Did pollination exist before plants?為題，以評述（Perspective）形式發(fā)表于國際著名學術(shù)期刊《科學》（Science）。Jeff Ollerton教授和任宗昕副研究員為共同作者。研究得到了中國科學院國際人才計劃訪問學者項目（2021VBA0014）和中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（XDB31000000）的支持。Ollerton教授與任宗昕副研究員建立有長期的合作研究關(guān)系，致力于全球范圍傳粉模式的分布和對未來氣候變化響應(yīng)的研究。 

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圖1 海洋中紅藻與等足目甲殼動物和硅藻形成的雙重互利關(guān)系圖。