花的对称性是被子植物多样化和生态适应的关键驱动力。长期以来，研究多聚焦于花对称性与传粉者协同进化的形态学关联。然而，为了维持花朵在开放期间的形态稳定和繁殖功能，不同对称形式的花在水分运输、水分储存以及抗旱策略等生理维度上是否存在差异一直尚未明确。阐明花对称性与水力策略之间的内在关联，对于更全面地理解被子植物的演化及环境适应机制具有重要意义。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）植物生理生态研究组在植物园内开展了同质园实验，选取了39种木本植物（包括21种辐射对称花和18种两侧对称花）作为研究对象，系统测定了与水力、结构和繁殖投资相关的22个花部功能性状，揭示了不同对称类型花水力策略的分化及其生态意义。

研究发现，两侧对称花采取了更为保守和安全的水力策略。与辐射对称花相比，两侧对称花具有更长的花寿命和更低的花脉密度。除此之外，它们还表现出更负的膨压丧失点水势、更低的膨压丧失点相对含水量以及更高的水容。值得注意的是，在控制了物种原生地的气候变量影响后，花寿命、膨压丧失点水势和花脉密度的差异依然显著。这一结果表明，这些核心性状是受花对称性结构驱动的“内在特征”；而水容和膨压丧失点相对含水量则体现了植物对外部环境水分条件的“可塑性响应”。在整体功能策略上，辐射对称花更倾向于优先保证水分供应能力来维持花的开放，而两侧对称花不仅将更强的水力安全性与更长的寿命相结合，还在水力、结构和繁殖性状之间表现出更强的协同作用，形成了高度整合的功能模块，有助于它们在波动的环境条件下维持更高的水力稳定性。

该研究表明，花的对称性不仅是形态学上的创新，更与植物的生理功能间存在着紧密的关联。在被子植物的演化历程中，花对称性的转变并非孤立发生，而是伴随着水力安全、结构构建以及繁殖投资等一系列生理生态策略的协同调整。这一发现拓展了传统研究主要聚焦于传粉者选择的视角，将花的水力结构与水分利用策略纳入花对称性的演化框架，探讨了“生理成本”在花形态建成中的潜在制约作用，丰富了对花形态演化驱动机制的认知。

相关研究成果以“Floral symmetry is associated with contrasting hydraulic strategies and trait coordination in angiosperm flowers”为题发表在期刊Plant Diversity上。版纳植物园植物生理生态研究组硕士研究生刘凤娇与博士研究生柯妍为该论文的共同第一作者，张云冰副研究员与张教林研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目和版纳植物园“十四五”等项目的资助。

图1 研究的假设示意图

图2 辐射对称与两侧对称花的性状差异

图3 辐射对称与两侧对称花的性状网络