世界即時(shí)看!相愛(ài)相殺,動(dòng)植物是復(fù)雜的“命運(yùn)共同體”
相愛(ài)相殺,動(dòng)植物是復(fù)雜的“命運(yùn)共同體”
一種瀕危的蛇菰屬植物,其生命周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),竟然源自另一種瀕危物種——奄美兔。近日,一則新研究報(bào)道,赫然登上美國(guó)《科學(xué)新聞》網(wǎng)站等媒體的顯著位置。
植物因利用陽(yáng)光的能量而生長(zhǎng)。這種經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的能量又被動(dòng)物利用,因而植物在地球生物圈中扮演著至關(guān)重要的角色,支持了幾乎所有的食物鏈。無(wú)數(shù)事實(shí)和科學(xué)研究表明,在生命長(zhǎng)期演化過(guò)程中,植物和動(dòng)物之間,還形成互惠互利甚至是協(xié)同演化的關(guān)系,如蜂鳥(niǎo)專愛(ài)花蜜,考拉鐘情于桉樹(shù)葉,野外大熊貓離不開(kāi)竹子。
(資料圖)
與此同時(shí),植物的生存繁衍,也離不開(kāi)動(dòng)物,尤其是在傳粉與種子傳播過(guò)程中,動(dòng)物的作用功不可沒(méi),二者甚至互為生存繁衍的基石。像奄美兔這種動(dòng)物傳播植物種子的現(xiàn)象,在自然界并非孤例。
兔子不止吃草,也會(huì)傳播植物種子
奄美兔,又名琉球兔、奄美短耳兔、奄美黑野兔,是一種只分布在日本奄美大島及德之島的植食性原始兔,在茂密森林間棲息,晝伏夜出。它們是亞洲大陸古代兔的遺族,被稱為活化石。在世界自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄中,被列為“瀕危(EN)”級(jí)別,尚存于野外的數(shù)量不足5000只。
由于奄美兔數(shù)量稀少,它們的生活一直是個(gè)謎。為揭示這種植食性原始兔瀕危的原因,日本的一個(gè)研究小組,前往這些亞熱帶島嶼收集其糞便,竟從中發(fā)現(xiàn)了仍有可能生長(zhǎng)的蛇菰屬種子。原來(lái),奄美兔通過(guò)吞下這種種子,并把它們排泄到其他地方,扮演了種子散播者的角色。
而蛇菰屬是瀕危的寄生植物,沒(méi)有葉綠素,因此不能利用光合作用來(lái)為自己制造食物。它們從寄主植物那里吸取能量。這意味著,種子散播是其生命周期中的主要時(shí)點(diǎn),而種子的最終去向也很重要。
日本神戶大學(xué)的生物學(xué)家末次健司介紹,最先注意到處于瀕危狀態(tài)奄美兔會(huì)啃食一種本土蛇菰屬果實(shí)的,是島上的居民。隨后奄美兔會(huì)在地下洞穴中排便,這可能讓種子散播到蛇菰屬宿主的根部附近,因而奄美兔很可能在蛇菰屬及其宿主之間建立了重要聯(lián)系。其間的諸多問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。
在人們的認(rèn)知中,兔子一般喜歡吃植物的營(yíng)養(yǎng)組織,如葉和莖。因此,并沒(méi)有注意到兔子能對(duì)散播種子起到多大作用,因?yàn)榉N子往往存在于肉質(zhì)果實(shí)中。
對(duì)多數(shù)植物來(lái)說(shuō),種子或孢子散播的過(guò)程很簡(jiǎn)單,只要時(shí)機(jī)一到,便“瓜熟蒂落”掉落到適宜的地面上即可。但有的植物為能更廣泛、持久地傳播,演化出讓種子“搭便車”的特異功能,搭載的媒介包括風(fēng)、水、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)、哺乳動(dòng)物乃至人類。如蒲公英借風(fēng)力把帶“降落傘”的種子傳到遙遠(yuǎn)的地方;鬼針草和蒼耳會(huì)把成串的種子死死勾連在人的衣服、動(dòng)物皮毛上,到更遠(yuǎn)的地方落地生根。
有的種子甚至需要經(jīng)過(guò)動(dòng)物的消化道,再排泄到離母本植株千里之外的地方。與此同時(shí),糞便中的水分以及未被完全消化吸收的營(yíng)養(yǎng)成分,還會(huì)給種子提供良好的萌發(fā)條件——為了延續(xù)基因,植物可謂是煞費(fèi)苦心。
延續(xù)基因,動(dòng)植物有協(xié)同之道
生物多樣性使地球充滿生機(jī),是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,保護(hù)生物多樣性也顯得更為緊迫。
在我國(guó),科研工作者發(fā)現(xiàn)類似動(dòng)植物互利共生的報(bào)道,可謂不勝枚舉。除了傳播種子,動(dòng)物幫助授粉,也是有花植物生存策略中不可或缺的一環(huán)。
在美麗的云南西雙版納,特殊的地理位置,復(fù)雜的地形地貌和獨(dú)特的氣候環(huán)境,孕育了當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有浴T诿芰种校朴陔[藏自己花朵的榕樹(shù),與專愛(ài)榕樹(shù)花朵的榕小蜂,是一對(duì)典型的跨界“伴侶”。
在中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園的榕樹(shù)園,幾代科研人員收集了榕樹(shù)100多種、榕小蜂200多種。“榕樹(shù)都有花,打開(kāi)它的‘果實(shí)’,就可以看到花。榕樹(shù)把花隱藏起來(lái),就是專門吸引榕小蜂為它傳粉,這是它們共同的生存策略。”中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員彭艷瓊介紹。
榕小蜂是榕樹(shù)的唯一傳粉者,榕樹(shù)必須依靠榕小蜂授粉才能獲得有性繁殖,使其物種得以延續(xù);榕小蜂專門為榕樹(shù)傳粉,榕樹(shù)為榕小蜂提供繁殖和棲息的場(chǎng)所。世界上大約有750種榕樹(shù),每種榕樹(shù)都有一種特定的授粉榕小蜂進(jìn)行授粉。據(jù)英國(guó)科學(xué)家對(duì)古代化石的研究,二者之間互惠互利、協(xié)同進(jìn)化的“親密緣分”,已存續(xù)3400萬(wàn)年以上。
除了“榕樹(shù)-榕小蜂”,“螞蟻-金合歡”“絲蘭-絲蘭蛾”等也是專性協(xié)同演化的經(jīng)典組合。而傳統(tǒng)藥用植物大百部傳播種子的故事也值得說(shuō)道。
大百部殺蟲(chóng)、止咳潤(rùn)肺的功效已得到驗(yàn)證。但長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)其種子傳播的機(jī)制并不十分清楚。直到不久前,我國(guó)科學(xué)家在進(jìn)行植物調(diào)查時(shí),才破解了這一秘密。
中科院昆明植物研究所研究員孫衛(wèi)邦等人發(fā)現(xiàn),在自然生境及植物園人工栽培條件下,愛(ài)“吃肉”的胡蜂,會(huì)取食和傳播氣味與形狀都極似昆蟲(chóng)的大百部蒴果。大百部油質(zhì)體在模擬昆蟲(chóng)血淋巴的同時(shí),釋放的嗅覺(jué)線索是維持胡蜂和大百部傳播體關(guān)系的重要信號(hào)。
胡蜂以之字形的飛行軌跡靠近大百部傳播體,當(dāng)距離約10厘米時(shí),胡蜂會(huì)向“獵物”猛撲,然后花費(fèi)幾分鐘時(shí)間,咬掉攜帶油質(zhì)體的種子。丟棄的種子就落到地面上,被覓食的螞蟻二次傳播。胡蜂和螞蟻得到了食物,大百部傳播了種子,皆大歡喜。
“研究揭示胡蜂在大百部種子傳播過(guò)程中扮演長(zhǎng)距離傳播的角色。探索這些不常見(jiàn)的種子傳播策略,可幫助人們深入了解復(fù)雜的動(dòng)植物互惠關(guān)系。”孫衛(wèi)邦說(shuō),胡蜂和螞蟻協(xié)作傳播大百部種子的行為,可用來(lái)解釋這個(gè)物種目前的分布格局。
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