作者：Pesach Benson • 2026年10月26日
耶路撒冷，2026年10月26日（TPS-IL）—— 植物并不总是必须在自体受精与依赖其他植物花粉之间做出抉择。以色列研究人员的一项新研究发现，种群可以世世代代同时维持这两种繁殖策略，即便两者之间的平衡发生剧烈波动也是如此，这挑战了一种策略最终必然胜出的观点。
耶路撒冷希伯来大学的塔玛尔·弗里德兰德（Tamar Friedlander）博士、阿米特·詹吉德（Amit Jangid）博士和奥哈德·诺伊·费尔德海姆（Ohad Noy Feldheim）教授利用进化计算机模拟，确定了他们称之为“多变混合模式”的状态。在此模式下，能够自体受精的植物与需要来自其他个体花粉的植物共存。尽管每种类型的比例不断变化，但两者都不一定会消失。
“让我们感到惊讶的是，不稳定并不一定意味着种群正走向单一的最终状态，”研究人员表示，“在我们的模型中，自交亲和与自交不亲和的植物可以在很长一段时间内共存，其比例不断发生变化，即使在外部条件没有波动的情况下也是如此。”
该研究结果发表在经同行评审的《PRX Life》期刊上。
自体受精使植物能够在不依赖另一个体花粉的情况下进行繁殖，这在配偶或传粉媒介匮乏时是一项优势。但反复的自体受精会增加有害基因突变影响后代的风险，这一问题被称为近交衰退。
其他植物则利用一种名为自交不亲和性的遗传机制来识别并排斥自身的花粉。这促进了异花受精，并有助于保持遗传多样性。大约40%的植物科中存在这种机制，其中包括包含苹果、梨、柑橘类水果、马铃薯和咖啡等作物的类群。
遗传变化会破坏这种机制，因此种群中可以同时包含自交亲和与自交不亲和的植物。
第三种可能性
科学家们一直在争论此类混合种群是否是暂时的——即其中一种策略最终会占据主导地位——抑或它们能否保持稳定的平衡。模拟结果提出了第三种可能性：种群可以长期保持混合状态，而不会固定在确定的比例上。
研究人员改变了两个因素：自体受精的遗传代价，以及植物用于识别可接受花粉的分子系统的耐受度。这使他们能够绘制出种群何时可能演变成完全自交亲和、完全自交不亲和或保持混合状态的图景。
模拟还产生了一个反直觉的发现。当传粉媒介匮乏时，植物从其他植物获得的花粉较少，这表面上赋予了自体受精优势。然而模型表明，花粉限制反而可以扩大自交不亲和性得以维系的条件。研究人员将此归因于自交不亲和系统的雄性和雌性组分承受着不同的进化压力。
这些发现有助于科学家预测野生植物和农作物将如何应对传粉媒介数量减少和环境变化。它们还可以帮助农民和植物育种者在保持遗传多样性的同时，管理苹果、梨和柑橘类水果等作物的授粉。
该研究还表明，繁殖策略之间的进化转变并非不可逆转。转向自体受精的种群之后可能会重新转向偏好异花受精。
研究人员强调，他们的发现是理论层面的。尽管在自然界中观察到了混合种群，但仍需要长期的实地研究来确定多变混合模式是否存在于野生种群中。