论文摘要
被子植物花的大小在不同的物种之间、同种的不同居群,甚至居群内表现出明显的差异。花瓣的大小、性状、颜色等被认为是提供给传粉者的视觉信号,吸引传粉者访花,从而帮助植物传递花粉。在多数物种中,同一植物的雌雄花在大小上也有明显差异,被称为花大小的二型性现象。为解释花大小的二型性,本论文试图验证了目前提出的几种可能的假说。1、植物吸引传粉者的是花的开放式样（Floral display）大小,即花的数量与大小共同构成吸引的结构单位。植物可通过开少数大的花或者开多数小的花达到吸引传粉者的目的。也就是说,研究影响花大小进化的选择,需要考虑大小与数目之间的权衡（trade-off）。2、花的大小受到有限资源的限制。大的花瓣,虽然可以提高吸引力,但需要高的资源投资。那么个体内随开花次序,先开的花往往大于后开的花,是资源限制或是位置效应的结果?3、虫媒传粉的植物往往雄花大于雌花。我们试图检验Bateman原理,即雄花大是因为雄性繁殖成功依赖花粉的多次输出,而雌花接受花粉只需要少数的几次访问,限制其繁殖成功的主要是可利用的资源。前人观察认为植物个体增大,其性配置偏雌性。我们在实验条件下构建了不同个体大小的慈姑（Sagittaria trifolia）居群,并测量了个体不同组分的生物量,发现雌花与雄花的数量随植株个体大小等比例增长,发现个体增大,其雌雄性配置都增加。我们在慈姑中观察雄花中花粉的移出依赖昆虫的多次访问,而雌花接受花粉只需要少数的几次访问,其结果支持花大小的二型性受性选择的作用。我们选择了4种水生单子叶挺水植物（慈姑属）为对象,开展了种间和种内雌雄花大小变异的研究。在栽培条件下,记录了慈姑、矮慈姑（Sagittaria pygmaea）、美洲大慈姑（Sagittaria montevidensis）,禾叶慈姑（Sagittaria graminea）不同开花位置（次序）雌雄花的大小、营养器官的大小等。结果表明四种中雄花的数量明显多于雌花,而且雄花明显大,主要表现在花瓣、花梗明显比雌花的长。四种均为总状花序基部的雌花先发育,对雌花或者雄花而言,花大小随着开花次序有变小的趋势。我们在慈姑和美洲大慈姑中发现雌花花瓣大小的增长速度要显著高于雄花,而雌雄花的花部变异在各个种中差异很大,在美洲大慈姑中雄花花大小的变异小于雌花花大小的变异,而在慈姑种中雄花的变异甚至小于雌花。这与雄花受到更加稳定的选择,功能上维持了对传粉者的吸引,而雌花的花瓣主要功能是包裹雌蕊并不完全吻合,因此需要对该属进一步研究,为人们认识花大小的进化提供新的认识。