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暗黑雨林:独特的“捡垃圾”生存植物 精选

已有 2673 次阅读 2021-2-4 17:42 |系统分类:科普集锦

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巴拿马毛犬柑植株


热带雨林的动植物充满了生存智慧,植物亦不例外。很多生活在热带雨林底层的小灌木,就是其中一类极有策略的植物。

热带雨林茂林深处,潮湿多雨、热量充足,但由于遮天蔽日的环境,面临着阳光不足,和营养频发的问题。那么,雨林深处的植物如何解决光和营养元素的不足的问题呢?

今天我们来讲一种山柑科植物巴拿马毛犬柑(Quadrella antonensis),它生活在巴拿马山地雨林深处,光线缺乏,营养也不足。它是如何适应这种环境呢?

巴拿马毛犬柑首先进化出一种收集枯枝落叶“捡垃圾”生存策略,类似一个“垃圾收集框”(litter trapping lifestyle)。把叶片集中在枝条顶端,形成一个漏斗状收集空中掉落的枯枝落叶,利用雨林中从林冠落下的资源。


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收集框一样的叶片下,长出无数细根


此外,在叶子下面的茎秆上,巴拿马毛犬柑还长出很多细根,吸收来自枯枝落叶降解之后的营养元素,以充分利用难得的资源。细根与收集框叶子配合,一起拦截高空掉落物,甚至在细根还“收养”了一些菌类,协助植物获取难以获取的营养元素。通过这种垃圾收集框的生存方式,巴拿马毛犬柑最终实现完美适应林下的阴暗生活。

这种垃圾收集框的生存策略,被多雨林植物加以利用,成为适应雨林中黑暗环境的重要策略之一。如版纳常见的鸟巢蕨、皇冠蕨和鹿角蕨等均是如此。

问题是:“本来就是黑暗的弱光环境,把叶子紧紧缩在一起,营养元素是有了,那么怎么进行光合作用呢?”

植物在不同的生存策略之间常存在权衡关系。这边强一点,那边就必须弱一些,横强或横弱都不是最佳策略。 

巴拿马毛犬柑就是这样的平衡大师。

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研究发现,当植株细根和叶子收集的枯枝落叶很少的时候,叶片有足够空间接收光源,光合作用就增强;掉落物增加时候,叶片的光合作用就会减少,通过细根获取碳和营养元素。巴拿马毛犬柑在“捡垃圾过活”和“光合作用”自己干活两种生活模式中,调节和平衡得妥妥的。若能躺着捡垃圾躺着活,那就坚决不自己光合作用自力更生。巴拿马毛犬柑似乎选择了一条优先利用枯枝落叶, 而弱化光合作用的生存策略。

难道植物也是能躺着就坚决不站着的生存策略吗?那倒未必。通过对112株个体一年的跟踪研究发现,这些植物都生活于土壤贫瘠的林下,获取营养似乎比光合作用要重要。因此,它才选择了“捡垃圾过活”的生存方式。

损失光合能力,利用收集框捡垃圾过活的生存方式,当然也有其缺陷。巴拿马毛犬柑就长得矮小,结果少,独特的捡垃圾生存模式损害了生长和生殖的能力。这或许就是它分布狭窄,特有性和受威胁较为严重的原因。

在暗黑雨林之中,捡垃圾生活尚可,想飞黄腾达儿孙满堂就很难了。这或许就是雨林植物为我他们提供的一种生态智慧。



参考资料:
Trade‐offs tip toward litter trapping: Insights from a little‐known Panamanian cloud‐forest treelet
https://sib.illinois.edu/plantbio/news/20

The Knife-Edge Economy of Panama's Trash-Basket Treelet 
https://www.indefenseofplants.com/blog/2020/10/28/the-knife-edge-economy-of-panamas-trash-basket-treelet




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