半荷包紫堇：进化出“隐形斗篷”对抗天敌，兰大教授联合团队揭示高山植物防御新策略

兰州大学生态学院教授刘建全联合中国科学院昆明植物所孙航院士等研究团队的一项重要研究成果，即系统揭示了高山植物半荷包紫堇通过进化出砾石般的伪装色彩躲避捕食的防御策略，还阐述了研究过程及相关发现。

近日，一则令人瞩目的科研消息从兰州传来。兰州大学生态学院教授刘建全携手中国科学院昆明植物所孙航院士等研究团队，在国际顶级学术期刊《自然 – 生态与演化》上发表了他们的重要研究成果。该研究系统地揭示了高山植物半荷包紫堇的独特生存智慧：它通过进化出如同砾石般的伪装色彩，成功地躲避了植食性绢蝶的捕食。这一发现具有重大意义，首次系统证实了植物界存在着与动物类似的防御性伪装策略。

从图片中我们可以清晰看到，上面是正常的绿色植株，而下面的伪装植株，其叶片颜色与流石滩的石头几乎一模一样。（图片由研究团队提供）

为了得到这一宝贵的研究成果，研究团队付出了长达十年的努力。他们不仅进行了大量的野外调查，还开展了细致的室内实验，并且综合运用了生态学、遗传学、代谢组、分子生物学等多种先进手段。在研究过程中，他们有了一个重要发现：半荷包紫堇“伪装色”的叶片会积累更多的花青素。花青素是一种特殊的色素，正是它使得叶片呈现出红灰或深灰色。

刘建全教授介绍说：“我们在半荷包紫堇伪装植株基因组中的4号染色体上，发现了一个小小的基因‘开关’。这个神奇的‘开关’能够增强一个基因的表达，进而增加花青素的产生，最终让叶片从绿色转变为‘伪装色’。更为关键的是，这个基因在多种植物中都能起到增加花青素积累的作用。它对植物自身的抗逆具有重要意义，同时对于人类和牲畜也有着极高的营养价值。这无疑为我们提供了非常重要的基因资源。”

研究团队还进一步深入探究了绢蝶与半荷包紫堇之间的关系。他们发现，绢蝶更倾向于在半荷包紫堇的绿叶植株附近产卵，这表明叶片颜色是影响蝴蝶产卵决策的关键因素。为了确保实验结果的准确性，排除叶片气味或味道可能带来的干扰，研究人员别出心裁地使用3D打印的仿真绿色和伪装色叶片进行野外实验验证。实验结果明确证实，叶片颜色确实对蝴蝶的产卵选择产生了影响。不过，蝴蝶幼虫在面对真实的绿色和伪装色叶片时，并没有明显的选择性食性差异。可以说，灰色叶片就如同给半荷包紫堇披上了一件“隐形斗篷”，大大提高了伪装植株的存活率和产生后代的几率。

刘建全教授表示，这项研究有力地证明了植物在与动物天敌的互动中并非毫无还手之力，它们也有着自己独特的防御策略。

本文围绕兰州大学研究团队的成果，介绍了高山植物半荷包紫堇进化出伪装色躲避捕食的防御策略，包括研究过程中发现的花青素积累原因、基因“开关”作用以及绢蝶与植株的关系等内容，展现了植物在生存竞争中的智慧和适应能力。