蕨类植物和花朵用花蜜贿赂有用的蚂蚁防御者，但蕨类植物很久以后才发展出这种能力 - 我们的研究表明了原因

仔细观察当地公园、花园甚至厨房中的植物，您可能会发现一些损坏。无论是毛毛虫咬掉了一片叶子，还是粉虱在吮吸汁液，动物都在不断地以植物为食。

当然，草食性或植物捕食对于植物的生存来说并不理想。因此植物进化出了许多不同的防御机制来抑制这种威胁，包括物理和化学武器。例如，仙人掌用刺穿皮肤的刺武装自己的身体。薄荷、薰衣草和迷迭香等草本植物会产生挥发性气味化合物，有助于阻止食草动物。

其他植物则通过分泌浓稠、甜美的花蜜来贿赂私人保镖。

花蜜最常与花朵联系在一起，它被用来引诱蜜蜂、鸟类或蝴蝶将花粉从一朵花转移到另一朵花。但其他植物产生不同类型的花蜜腺，称为 花外蜜腺. 。植物产生这些腺体是为了用甜蜜的奖励贿赂蚂蚁；作为回报，蚂蚁会保护植物免受食草昆虫的侵害。

我学习 植物进化生物学, ，最近与 蕨类生物学家李飞伟 在 博伊斯汤普森研究所 和康奈尔大学 蚂蚁生物学家科里·莫罗 研究植物中蚂蚁贿赂防御机制的演变。

我们发现了一些惊人的事情：近 1.3 亿年前的白垩纪地质时期，蕨类植物和开花植物 大约在同一时间独立进化的蚂蚁贿赂花蜜腺. 。我们通过使用复杂的算法来估计蕨类植物、开花植物和蚂蚁的进化起源和历史，从而弄清楚了这一点。

这个时机非常有趣，因为它在开花植物进化史上非常早期，但在 蕨类植物的进化史. 。我们的工作表明，老狗可以学习一些新技巧，更重要的是，它是如何在蕨类植物中发生的。

地面上的会议

植物是地球上几乎所有食物供应的主要生产者，因此几乎所有生物都依赖它们生存。因此，食草是生命的一部分。但它也给许多行业（从室内植物到农作物）造成了严重的成本。主要害虫爆发 甚至可能威胁全球粮食安全.

出于所有这些原因，了解植物如何防御捕食者是一项严峻的挑战。

蚂蚁介导的防御策略的演变将生命王国中的两个谱系不可避免地联系在一起。这意味着蚂蚁和植物最终会一起进化—— 一个称为共同进化的过程. 。当一个物种发生变化时，另一个物种可能会做出反应而发生变化，这些变化甚至可以编码在它们的基因中。

开花植物起源于大约 1.5 亿年前的白垩纪，我们的分析表明它们很早就与蚂蚁形成了紧密的联系。这些开花植物和它们的蚂蚁伙伴似乎随着时间的推移一起进化。

但蕨类植物却没有。虽然它们有潜力与开花植物同时发育出蜜腺，但直到学会在树丛中生活后，它们才开始快速进化出蜜腺。

蕨类植物原本是陆生植物，但开花植物进化成大树后，蕨类植物 作为附生植物跳到树枝上 – 生长在其他植物上的植物，通常不附着在地面上。

蕨类植物也可以像常春藤一样爬上树，或者在常春藤的情况下形成自己的树干 树蕨. 。这也有助于蕨类植物进入树冠。

事实上，蕨类植物直到蚂蚁爬到树上才开始为它们生产花蜜，这一事实让我作为蕨类生物学家感到困惑。直到我的合著者 科里·莫罗 指出大多数蚂蚁生活在树顶。

这完全有道理。当蕨类植物成为树冠居民时，它们开始与已经与蜜腺树有联系的蚂蚁越来越接近。与这些蚂蚁结合，蕨类植物最终利用了蚂蚁和开花植物之间已建立的互利关系。

蕨类植物与蚂蚁关系的进化和生态学

虽然我们的研究发现了蚂蚁介导的植物防御的新方面，但它留下了许多悬而未决的问题。例如，有些蚂蚁是专门捕食蕨类植物，还是它们是能以更广泛的植物花蜜为食的多面手？植物最初究竟是如何发展出产生​​花外花蜜的物理能力的呢？蕨类植物和开花植物中编码蜜腺发育的基因是否相同？蕨类植物和开花植物花蜜的化学成分相同吗？

我们的研究为进一步研究这些蜜腺的进化和生态学奠定了基础。这是重要的基础科学。还可以想象，这一领域的研究可能有助于促进蜜腺介导的蚂蚁防御的育种计划，减少对保护植物免受捕食者侵害的杀虫剂的需求。