笹竹,百年一开花,百年一结果——因果关系下的进化机制

鹰哥 2023-11-08 05:45:10

作为草——禾本科(Poaceae)——单子叶开花植物科下的另类团体,竹亚科的成员们进化出了许多非常有趣的特性。

在竹子中,与其他草类一样,茎的节间区域通常是中空的,但由于独特的根茎依赖系统,竹子是世界上生长最快的植物之一。

其中,生长在我国云南的龙竹(Dendrocalamussinicus),拥有所有已知竹种中最大的竹秆,宽达37厘米,高可达46米,每根竹竿的重量可达450公斤——对猫子这个经常被人形容成竹竿的瘦子来说,简直是偶像。

无论高矮,竹亚科植物以其大规模的开花、播种和死亡事件而闻名,这些事件发生在通常可持续数十年的营养阶段之后。

竹子开花

竹子很少开花,开花的频率也难以预测,而且不同品种的开花频率差异很大。

一旦开花,竹子就会衰弱并经常完全死亡。事实上,许多物种的开花间隔长达一个世纪,比如,咱们亚洲的桂竹(Phyllostachysbambusoides)和笹竹(Sasaborealis),集体开花间隔为120年。

之前的研究和大量实验表明,无论地理位置或气候条件如何,同一物种的所有竹子都会同时开花——开花时间缺乏环境影响表明植物的每个细胞中存在某种“闹钟”,它发出信号将所有能量转移到花卉生产,并停止营养生长。

这种机制以及其背后的进化原因在很大程度上仍然是一个谜。

除了增加交配机会(授粉)的适应性进化的影响外,有一种假设(注意,是假设):可能也和种子的捕食者相关。

相互关系

种子捕食者和种子植物之间相互作用,已经在每隔几年大量结果的树木(例如橡子)中进行了广泛的研究。

然而,对于需要数十年甚至上百年才能产生种子的竹子来说,此类研究不可避免地陷入停滞。

根据民间、科学上的记录,每当竹子大规模开花,几种相关啮齿类动物种群数量就会爆炸式增长,但它们之间的因果关系是推测性的。

啮齿动物和竹子种子之间的相互作用是真实的么?120年是否是对啮齿动物捕食者进化出功能性反应?

如果啮齿动物既充当种子捕食者又充当种子传播者,它们可能会对竹亚科产生积极影响。

最近(21年),借着百年难得一遇的笹竹开花结果,生物学家进行了一波研究。

全靠田鼠

在1996年智利的一篇研究报告中指出,啮齿类动物和鸟类都会食用竹亚科的种子。但是,这次笹竹开花结果事件中,没有观察到任何松鼠和食粮鸟类利用这些种子。

取之不尽的种子,全都便宜了大小两种田鼠(Apodemusspiosus;A.argenteus)。

最初,正如预期的那样,田鼠当场吃掉了它们发现的种子。

然后,大部分田鼠会执行“分散播种行为”,将种子带走并埋起来以供以后食用。

这是一项全新的发现。笹竹每粒种子小至约0.5克,生物学家曾经认为笹竹大量同时开花结果仅仅是为了防止被吃光,现在,田鼠充当种子传播者的证据出现了。

这两种田鼠的行为也不同。大型田鼠通常先就地掩埋,就地掩埋的过程中会「移除」其他灌木、草本植物,这对竹子来年的生长大有帮助;

而小型田鼠通常将种子运送的远远的,再找个隐秘的灌木丛埋起来,竹子种子传播的更远。

研究人员怀疑体型的差异可能解释了这种行为——简而言之,体型较大的鼠不太担心其他啮齿动物偷、抢它们的食物。

写在最后

动物在种子传播中发挥的重要作用是生态学和进化论的一个重要焦点领域。

对笹竹来说,田鼠既是竹子种子的捕食者,又是传播者。攒足了120年的种子大爆炸,基本上,让啮齿动物们"吃不了兜着走"。

总之,自然界的因果关系是复杂的,随随便便指定某个物种有害、进而清除往往会得到牵一发而动全身的后果。

当然,蟑螂和蚊子除外,科学要能灭了它们就赶紧的,都盼着呢。

作者感谢你的关注(-_-)

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鹰哥

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