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马先蒿

2021-07-28马先蒿群落

知识就是力量 2021年7期
关键词:熊蜂寄主植物花冠

马先蒿群落

娇滴滴的“寄生花”

马先蒿属(Pedicularis L.),是列当科(Orobanchaceae Vent.)中最大的一个属,全世界有500 种以上,多数生长在北半球寒带及高山区域,中国有352 种,占全球的70%。

马先蒿是一至多年生的草本,常为半寄生或半腐生,但也有能完全独立生活的种类。它的花极度特化,花冠二唇,上唇两个裂片对折在一起形成盔状,盔的先端往往延伸成喙,并且有很多种扭曲的方式,进而产生不同的传粉机制。马先蒿常以花的形态进行分类和命名,如,管状长花马先蒿、穗花马先蒿、半扭卷马先蒿等都是中国草原、湿地上常见的马先蒿种类。

“长鼻子”的被子植物

马先蒿的花朵大多像是一个弯曲的“长鼻子”,有些有着向前钩下的头盔状花瓣。这些独特的“长鼻子”是为了获得传粉者的青睐,更好地传播花粉、完成有性繁殖而极度特化的花。

在自然界中,被子植物固着生长、很难移动,必须依赖动物、水、风等传粉媒介才能实现有性繁殖过程。马先蒿拥有专属的传粉媒介——熊蜂。高原上传粉者不足,不同的马先蒿都依赖着熊蜂的传粉。

为了吸引熊蜂的到访、提高传粉效率,它们的花冠表现出了极大的变异,主要分成“短鼻子”有花蜜和“长鼻子”无花蜜两大类型。有花蜜的马先蒿花冠往往比较短,这类马先蒿以花蜜为报酬吸引熊蜂传粉。为了方便熊蜂取食,马先蒿选择保持较短的花冠而没有向更长的方向进化。这些种类的花冠内蜜腺的位置也不尽相同,保证熊蜂进入花冠采蜜时,花粉落在熊蜂身体的不同部位,使花粉的传播更加准确。

而另一类“长鼻子”马先蒿的花冠管长廈(shà)与熊蜂的口器更加吻合,在不断的进化过程中蜜腺逐渐退化或消失,只以花粉作为传粉“报酬”,形成长管无蜜更加进化的类群。

熊蜂需要在花上付出更多的时间和精力获得花粉,增加了传粉的精确性和成功的可能性。在这种选择下,马先蒿不断演化,花冠越来越长,喙越来越扭曲。尽管拥有相同的传粉者,马先蒿依然维持着丰富的多样性。

根部半寄生的“草地生态系统工程师”

马先蒿属于根部半寄生植物,体内含有叶绿素,可以在幼年期不依赖寄主植物自行光合作用,但要完成全部生长周期就需要寄生。马先蒿通过其根部产生的吸器连接到其他植物的根部夺取养分与水分,完成开花结果全过程。研究表明,植物根系分泌物中的化学信号(主要包括醌类、酚类和黄酮类等物质)是马先蒿根部半寄生吸器发生的主要诱导物质。

被根部寄生的植物通常长势变弱, 生物量降低, 严重时可减产80% 以上。而根部寄生植物与寄主建立根寄生关系后,不仅从寄主体内获取生长所需的营养物质和水分,同时也从寄主体内获取部分寄主产生的次生代谢物。例如,甘肃马先蒿寄生带菌紫花针茅后,体内也检测到内生真菌在紫花针茅体内合成的生物碱。根部寄生植物从寄主体内获取的生物碱等次生代谢物,可显著增强草食家畜的拒食性,进而增强根寄生植物的生态适应性。

因此,天然草地群落中根寄生植物被称为“草地生態系统工程师”,除了直接削弱寄主植物长势外,还会改变寄主植物与其他植物之间的竞争关系,通过抑制寄主植物生长发育,为其他植物提供更多生长空间,影响植物群落物种多样性和生态系统稳定性。

马先蒿身材娇小但是生命力极强,只要我们科学地利用它的生物特性,一定可以给我们带来意想不到的惊喜。而它的存在也告诉人们,在中国西南这片神秘而美丽的区域,还存在许许多多有趣的生物,等待大家去探索。

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