窗台上的仙人掌往往给人以生长缓慢的印象,但一项新研究指出,仙人掌在形成新物种方面可能比预期更为迅速。研究人员表示,推动仙人掌物种分化的关键因素并非花朵大小或传粉动物,而是花朵形状变化的速度。
雷丁大学研究团队对750多种仙人掌的花长数据进行了分析。数据显示,仙人掌花朵长度从2毫米到37厘米不等,跨度达到185倍。尽管花长差异显著,研究发现花朵长度与物种分化为新物种的速度几乎没有关联。
研究人员进一步指出,相比之下,花朵形态演化更快的仙人掌物种更可能产生新的物种,这一关联在较近的进化阶段以及更长时间尺度的进化历史中均成立。

上述研究及其配套数据库已发表于《生物学快报》(Biology Letters)。研究结论对长期以来关于植物物种形成机制的观点提出挑战。相关观点可追溯至查尔斯·达尔文对兰花的研究,其曾提出专门化的花形可能推动新植物物种的形成。
论文第一作者、雷丁大学的杰米·汤普森在声明中表示,外界通常认为仙人掌坚韧且生长缓慢,但研究结果显示仙人掌科可能是地球上进化速度最快的植物类群之一。他称,对仙人掌进化速度的理解也提示,沙漠环境并非一成不变,而可能是自然变化较为迅速的区域。
汤普森表示,研究团队原本预期花朵更长、更加专门化的仙人掌会产生更多新物种,但结果显示花朵大小影响有限;真正起作用的是花朵形状变化的速度。研究认为,无论花朵结构复杂与否,花形演化更快的物种更容易分化出新物种。

研究人员还提到,这一发现对保护工作具有实际意义。由于花朵演化在数百万年尺度上促进了仙人掌物种的产生,进化速度或可纳入保护评估的考虑因素。研究同时指出,快速进化并不必然意味着更强适应力,尤其是在地球环境变化速度可能超过多数仙人掌适应能力的情况下,但相关信息有助于识别哪些物种可能更需要保护支持。
在数据库建设方面,研究团队汇集了历时七年收集的仙人掌特征、栖息地与进化关系数据。研究称,仙人掌科约有1850个物种,是扩张速度较快的植物类群之一,并在过去2000万至3500万年间遍布美洲。鉴于近三分之一仙人掌面临灭绝威胁,研究人员表示,该数据库将为全球科学界提供共享资源,用于研究仙人掌的生物多样性、保护以及其在气候变化背景下的未来。