中文摘要：

植物如何选择最适传粉者是植物繁殖策略进化生态学研究重要问题之一。近年来只提供花粉作为报酬的异型雄蕊植物及其适应意义倍受关注。目前主要使用劳动分工假说作为异型雄蕊的维持机制。但对异型雄蕊与传粉者间互利关系的建立仍缺乏理论分析和实验检验。本研究使用新引入进化生物学的合约理论对异型雄蕊如何筛选传粉者进行模型构建和理论分析，并使用野牡丹科异型雄蕊植物展毛野牡丹和尖子木通过野外观测和人工操纵实验对模型的预期进行实验检验。同时通过对两类雄蕊结构和花粉数量与性质的研究为劳动分工假说的检验提供实验证据。本研究将有助于促进对异型雄蕊的进化与维持机制进一步的理解。

结论摘要：

植物与传粉者通过报酬换服务方式进行相互作用的机制是进化生态学研究的核心问题之一。本项目围绕这一核心问题，使用异型雄蕊植物的传粉系统作为研究模式展开工作理论模型和实验检验研究。本项目研究进展包括1) 针对植物在信息不对称条件下如何选择传粉者这一问题，我们使用合约理论给予解答。在植物-传粉者筛选博弈中，植物设置恰当的访花障碍以增加传粉者访花代价使得只有高质量的传粉者通过访花才有利可图时，按自身能力筛选出的最优传粉者与植物建立合作关系。同时，植物访花障碍对不同类型传粉者的施加不同作用可促进植物与传粉者在群落水平建立合作关系。2)植物与传粉者相互关系的扩展研究，其中包括传粉者和欺骗者(盗蜜者)共存机制和物种进化稳定分布边界的形成。3) 对于异型雄蕊植物花内劳动分工的进化，我们根据最新的一个功能特化与劳动分工进化的模型进行了理论探讨。同时，结合野牡丹科植物实验结果说明花内劳动分工的进化与花药的位置效应以及传粉者所驱动的选择密切相关。在上述的研究进展的基础上，本项目研究成果包括1) 我们通过综述博弈论(信号博弈与筛选博弈)，伙伴选择机制以及物种共存理论对合作进化的研究进展，为理解植物与传粉者合作关系提供了新的视角。2)我们提出基于访花障碍的被动伙伴选择机制并建立了访花障碍在群落水平进化的分析框架。访花障碍通过促进资源瓜分和增加花粉输出而具有选择优势。3)我们以植物-传粉者-盗蜜者系统为模式提出了互利-寄生食物网模块。在这一模块中，作为消费者的合作者(传粉者)与欺骗者(盗蜜者)通过共享基部合作者(植物)提供的资源而形成(+,-)间接的相互作用。动态分析的结果表明两种与互利关系相关的机制(互利关系的正反馈作用以及互利消费者的觅食的最优化)可以促进模块的续存。我们对植物(防御或不防御)-访花者(传粉或盗蜜)的进化博弈分析也显示植物-传粉者-盗蜜者系统在现实情况中可稳定存在。4)我们提出物种形成进化稳定的分布边界的新假说。根据对植物交配系统和种子扩散在集合种群动态的进化入侵分析结果，我们提出当花粉限制梯度从分布区中心到边缘增加时，或生境可利用性和近交衰退梯度从分布区中心到边缘减少时，自交与不扩散的进化联合支持物种分布区形成稳定的边界。本项目执行期间发表4篇文章，接受待发表1篇。