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世界即時看！相愛相殺，動植物是復(fù)雜的“命運共同體”

發(fā)布時間：2023-02-06 08:23:44 文章來源：科技日報

相愛相殺，動植物是復(fù)雜的“命運共同體”

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，一則新研究報道，赫然登上美國《科學(xué)新聞》網(wǎng)站等媒體的顯著位置。

植物因利用陽光的能量而生長。這種經(jīng)過轉(zhuǎn)換的能量又被動物利用，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。無數(shù)事實和科學(xué)研究表明，在生命長期演化過程中，植物和動物之間，還形成互惠互利甚至是協(xié)同演化的關(guān)系，如蜂鳥專愛花蜜，考拉鐘情于桉樹葉，野外大熊貓離不開竹子。

(資料圖)

與此同時，植物的生存繁衍，也離不開動物，尤其是在傳粉與種子傳播過程中，動物的作用功不可沒，二者甚至互為生存繁衍的基石。像奄美兔這種動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。在世界自然保護聯(lián)盟紅色名錄中，被列為“瀕危（EN）”級別，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謎。為揭示這種植食性原始兔瀕危的原因，日本的一個研究小組，前往這些亞熱帶島嶼收集其糞便，竟從中發(fā)現(xiàn)了仍有可能生長的蛇菰屬種子。原來，奄美兔通過吞下這種種子，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，沒有葉綠素，因此不能利用光合作用來為自己制造食物。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點，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)奄美兔會啃食一種本土蛇菰屬果實的，是島上的居民。隨后奄美兔會在地下洞穴中排便，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。其間的諸多問題還有待進一步研究。

在人們的認知中，兔子一般喜歡吃植物的營養(yǎng)組織，如葉和莖。因此，并沒有注意到兔子能對散播種子起到多大作用，因為種子往往存在于肉質(zhì)果實中。

對多數(shù)植物來說，種子或孢子散播的過程很簡單，只要時機一到，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、鳥類、昆蟲、哺乳動物乃至人類。如蒲公英借風(fēng)力把帶“降落傘”的種子傳到遙遠的地方；鬼針草和蒼耳會把成串的種子死死勾連在人的衣服、動物皮毛上，到更遠的地方落地生根。

有的種子甚至需要經(jīng)過動物的消化道，再排泄到離母本植株千里之外的地方。與此同時，糞便中的水分以及未被完全消化吸收的營養(yǎng)成分，還會給種子提供良好的萌發(fā)條件——為了延續(xù)基因，植物可謂是煞費苦心。

延續(xù)基因，動植物有協(xié)同之道

生物多樣性使地球充滿生機，是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，保護生物多樣性也顯得更為緊迫。

在我國，科研工作者發(fā)現(xiàn)類似動植物互利共生的報道，可謂不勝枚舉。除了傳播種子，動物幫助授粉，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)雜的地形地貌和獨特的氣候環(huán)境，孕育了當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?。在密林中，善于隱藏自己花朵的榕樹，與專愛榕樹花朵的榕小蜂，是一對典型的跨界“伴侶”。

在中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園的榕樹園，幾代科研人員收集了榕樹100多種、榕小蜂200多種。“榕樹都有花，打開它的‘果實’，就可以看到花。榕樹把花隱藏起來，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。

榕小蜂是榕樹的唯一傳粉者，榕樹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)；榕小蜂專門為榕樹傳粉，榕樹為榕小蜂提供繁殖和棲息的場所。世界上大約有750種榕樹，每種榕樹都有一種特定的授粉榕小蜂進行授粉。據(jù)英國科學(xué)家對古代化石的研究，二者之間互惠互利、協(xié)同進化的“親密緣分”，已存續(xù)3400萬年以上。

除了“榕樹-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道。

大百部殺蟲、止咳潤肺的功效已得到驗證。但長期以來，人們對其種子傳播的機制并不十分清楚。直到不久前，我國科學(xué)家在進行植物調(diào)查時，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“吃肉”的胡蜂，會取食和傳播氣味與形狀都極似昆蟲的大百部蒴果。大百部油質(zhì)體在模擬昆蟲血淋巴的同時，釋放的嗅覺線索是維持胡蜂和大百部傳播體關(guān)系的重要信號。

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，胡蜂會向“獵物”猛撲，然后花費幾分鐘時間，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程中扮演長距離傳播的角色。探索這些不常見的種子傳播策略，可幫助人們深入了解復(fù)雜的動植物互惠關(guān)系。”孫衛(wèi)邦說，胡蜂和螞蟻協(xié)作傳播大百部種子的行為，可用來解釋這個物種目前的分布格局。

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