人類的生活很輕鬆。對於蕨類植物來說，繁殖要複雜得多。
在許多動物中，後代的性別在生物學上是由父母決定的。但是對於日本攀緣蕨（Lygodium japonicum）來說，這取決於整個群落跨代交流，研究人員在《科學》雜誌上報道。
研究表明，年長的蕨類植物會分泌資訊素，這些資訊素決定了幼年蕨類植物的性別，從而保持性別比例平衡，以便它們可以更快地繁殖。
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這是對蕨類植物性生活的最深入的觀察，蕨類植物不是從種子中產生，而是從孢子中產生。它們成熟為稱為配子體的完整植物，配子體可以是雄性，雌性或雌雄同體。如果周圍沒有其他配子體，它們將保持雌雄同體並進行自交，從而繁殖，但存在近親繁殖的風險。
一半對一半
但是在日本攀緣蕨中，由日本名古屋大學分子生物學家松岡誠領導的一個團隊發現，年長的配子體會影響附近年輕配子體的性別。這個兩步過程涉及一種稱為赤黴素的資訊素，該資訊素會導致植物長出雄性生殖器官。
成熟的雌性蕨類植物表達一些基因，這些基因開始產生赤黴素，但在將其分泌到潮溼的森林地面之前，先將甲基酯化學基團新增到前體分子中。這種修飾有助於幼小的蕨類植物吸收該物質；這些新生的植物隨後表達完成赤黴素生產所需的基因，從而使它們變成雄性。
這使年長的蕨類植物保持雌性，同時增加了雄性的數量，從而平衡了性別，消除了自交的需要，並保持了遺傳多樣性。
印第安納州西拉斐特普渡大學的植物遺傳學家喬迪·班克斯說：“我們對動物的性別瞭解遠多於對植物的瞭解。”當涉及到決定性別選擇的資訊素時，“這確實是首次對其進行分子層面研究，”她說。
性別與生長
第二次世界大戰後，赤黴素在綠色革命中發揮了關鍵作用，當時農業和育種技術導致世界範圍內的水稻和小麥產量飆升。在這些作物中，赤黴素充當生長激素，而對赤黴素敏感性降低的新作物品種的開發使農民可以種植更短，更耐候的莖稈。北卡羅來納州達勒姆市杜克大學的植物分子生物學家孫太萍說，有一天，對該激素的更好理解可能會使我們能夠培育出更高效的作物品種。
也可能存在生態影響。松岡指出，日本攀緣蕨已成為美國東南部沼澤地區的入侵物種，而針對赤黴素的殺菌劑可用於阻止蕨類植物的蔓延。
他補充說，很難說代際合作在其他蕨類植物中是否很普遍。
班克斯可能會發現：她正在研究另一種蕨類植物，並試圖確定其哪些基因影響性別選擇。班克斯說：“這非常有用，因為現在我們有一些候選基因可以作為目標。”
本文經許可轉載，首次釋出於2014年10月23日。