1862年，达尔文收到了来自马达加斯加的长距彗星兰标本，便预言有一种长喙的天蛾可以吸食其花蜜并传播花粉。1903年，这种天蛾被发现，即预言长喙天蛾，而长距彗星兰也从此有了达尔文兰的别名（图1）。达尔文兰与预言长喙天蛾的故事，生动地反映出生物互作中性状匹配的现象。
作为一类典型的动植物互作，食果互作为植物提供重要的种子传播服务，对于植物群落的繁殖更新极为关键。食果互作同样依赖动植物间的性状匹配，在协同进化下体型更大的动物倾向于取食更大的果实，以提高自身的能量获取效率。
武汉植物园宏观生态学课题组前期研究发现，性状匹配并非在所有动物类群及果实类型中普遍存在，大动物取食的种子并不一定更大，虽然取食种子的上限粒径更大，但下限粒径更小，主要原因在于大型有蹄类动物取食很多小而干的种子（Chen & Moles 2015）。其中，作为重要的种子传播者，鸟类与其取食种子的大小之间呈现正相关关系（图2）。
为明晰动物-肉果植物性状匹配强度的全球格局以及影响因素，课题组整合了全球354个鸟类食果网络中的22199条食果互作记录（图3），并为互作网络中的1247种鸟类和2126种植物匹配了对应的性状数据，量化了鸟类食果网络中性状匹配强度的纬度及大陆-岛屿格局。
结合食果网络的地理分布及多种生物、非生物因素，研究发现鸟喙大小与果实大小的匹配在高纬度地区和大陆更强（图4），这一格局主要是由生物因素所驱动的（图5）。鸟类食谱中更高的肉果比例、食果网络更大的平均鸟喙大小以及植物群落中更低的肉果植物比例都会导致网络中更强的性状匹配。这些因素主要与鸟类在食果互作中受到的进化压力以及群落中肉果植物资源的丰富度相关。研究结果表明，食果互作中的性状匹配强度可能是由动植物间的协同进化强度及动物在资源限制下的最优觅食策略共同驱动的。同时，性状匹配强度也反映着群落中的生物互作强度，本研究验证了岛屿生物互作强度低于大陆的传统假说，但不支持低纬度地区生物互作强度更高的纬度梯度假说。
该研究近日以“Weaker plant-frugivore trait matching towards the tropics and on islands”为题发表于生态学主流期刊《Ecology Letters》。中国科学院武汉植物园宏观生态学课题组博士研究生黄猇为论文的第一作者，陈思翀研究员为论文的通讯作者，丹麦哥本哈根大学Bo Dalsgaard副教授参与了研究。本研究受到国家海外高层次人才引进计划、中国科学院“率先行动”引才计划和国家自然科学基金项目的资助。
图1 长距彗星兰与预言长喙天蛾
图2 鸟类体重与取食种子大小存在性状匹配
图3 研究中食果网络的地理分布
图4 食果网络性状匹配强度的纬度及大陆-岛屿格局
图5 不同生态因子对性状匹配强度的影响
