植物為什么長刺?很多時候是為了抵御食草哺乳動物的進食。哺乳動物啃食樹皮的現象廣泛存在,而被脫皮的樹木對哺乳動物和樹木種群都有著非常重要的生態影響,但植物刺在抵御樹皮啃食方面的作用還缺乏相關的科研評估。 為此,中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)的科研團隊對多樹種樹干刺策略進行了一項形態學調查,近日,相關成果發表在了《植物學年鑒》上。
在這項研究中,版納植物園群落生態與保護組博士生Théodore Lefebvre在研究員Kyle Tomlinson的指導下,與法國生態環境研究院合作,對版納植物園內31種熱帶木本植物進行了性狀分析。
他們首先分析了具有樹干刺的樹種是否有共同的形態學特征,由此分析它們的潛在功能,包括時間、位置、與組織的聯系、維持和密度。然后,利用計算機繪制樹干刺模型,并模擬其在抵御脫皮或攀爬的能力方面是否存在差異。最后,比較了31種帶刺物種和25種非帶刺物種葉片和樹皮的營養成分,包括氮含量、總酚含量和內樹皮厚度,以及花和果實的吸引力。
研究人員發現,這些植物中共存在四種樹干刺的形態學特征,其中兩種對應于已知的功能,主要是協助藤本植物的固定和對大型哺乳動物的防御,而另外兩種新策略則是預防樹皮啃食和哺乳動物攀援。
此外,營養成分分析表明,具有樹干刺的樹種葉片總酚濃度顯著低于無刺樹種,同時樹干刺樹種的內樹皮更厚;樹干刺樹種具有大而有吸引力的花朵和果實,捕食風險較低。
研究人員表示,這項研究首次對植物樹干刺策略進行了形態學調查,提供了對樹干刺策略的標準與研究指導,這種方法可以用于進一步的實驗工作。
相關論文鏈接:https://doi.org/10.1093/aob/mcac025
作者:胡珉琦 來源:中國科學報
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