科技日报记者赵汉斌
“扩散”一直是生物地理学和生态学的一个核心研究议题。在植物界,种子的扩散往往需要借助媒介完成,并且大多是短距离扩散,仅有约1%的扩散是长距离扩散。
记者从中国科学院昆明植物研究所了解到,该所李德铢团队新近的研究,阐明了植物长距离扩散后的拓殖机制,为应对全球变化下生物入侵、生物多样性丧失等重要问题提出了解决方案。相关研究综述近日发表在国际生态与进化领域期刊《生态学和进化趋势》上。
植物果实及种子的多样性
植物长距离扩散,影响生物多样性格局形成
自然界中,受植物自身“能力”与外在的水流、风媒、动物等因素影响,种子大多在短距离扩散。
然而,在植物漫长的演化和拓殖史中,长距离扩散才是生物多样性格局形成的关键驱动力,对生态系统的维持和稳定有着重要影响,是制约植物种群和群落大规模动态变化的关键要素。
“种群间的基因流、空白生境的拓殖和集合群落的重组,这些生态过程都与长距离扩散密切相关。此外,长距离扩散也可能剧烈扰动植物的演化进程。”昆明植物研究所李德铢研究员介绍,如常见的飞机草、紫茎泽兰、一枝*花等,这些物种经长距离扩散后拓殖到新的生境成为入侵物种,严重影响当地的生态系统和社会经济。
“以飞机草为例,其强悍之处在于拥有异常粗壮的地下根茎,可以在地下横行霸道、扩张地盘。”中国科学院西双版纳热带植物园工程师莫海波介绍,而它的地上部分,可以一次性开出上万朵花,产生上万颗种子,并且拥有像蒲公英一样的“降落伞”,四处飘散,从而拥有超强的繁殖能力。
让人头疼的事不止于此,飞机草植株还可发生强烈的化感作用,通过分泌化学物质,抑制本土植物“邻居”的生长;其叶片还暗藏香豆素,对牛羊等牲畜有*,因而罕有天敌。凡是飞机草入侵之地,要恢复原有的生物多样性就异常困难。
“在当今全球环境变化影响下,植物经长距离扩散可形成新的物种分布样式,以适应气候和生境变化。”论文第一作者、昆明植物研究所副研究员吴增源介绍,与此同时,长距离扩散对碎片化景观中群体的维持也有重要作用。
然而,以往的研究主要聚焦在扩散的动因、过程及媒介等方面,对扩散后植物在新的生境中如何拓殖