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(故事剧情为作者按推测虚构,实际上,莼菜不会说话、不会像人类这样思考、甚至不会捎口信!)
这件事要从很多年前说起,由于实在太过久远,具体年代已经模糊,大约是1万年以前,那时人类还挤在茅草屋里捏陶罐子。 长期的冰雪覆盖了地球大部分地区,当冰期终于散去,一颗莼菜种子从水底淤泥中嗅到了温暖的气息,它感觉到有什么好事要发生,于是伸伸懒腰从土里探出头,寻思不如寄封信给兄弟叔伯们吧,看看它们都怎么样了,这也是几万年没联系过了。于是它托风捎了口信给家(莼菜属)里的其他物种。过了很久很久,风转遍了世界的每一个角落,传来一个噩耗——所有莼菜属植物都已经灭绝,现在莼菜属只有莼菜一根独苗了! 莼菜的植物学名叫Brasenia schreberi J. F. Gmel.,没啥特别的意思,拉丁语Brasenia和schreberi可能分别是为了纪念某个人。莼菜属于莼菜科(Cabombaceae),这个科只有两个属:莼菜属和水盾草属(Cabomba),前者只剩一枝独存;后者也不过6个物种,我国只有归化的1种——原产美洲的水盾草(Cabomba caroliniana),在某些区域已经形成入侵。 ![]() 腾冲北海湿地的野生莼菜种群(郭世伟摄) 莼菜的祖先何故“反水”? 你肯定见过不少植物,有些植物就像填充背景的NPC似的,到处都是。可是果然如此吗?真正的广布植物是非常少的,很多是在近期借着人类的力量入侵/扩散到不同的地区,它们常常被“蔑称”为“入侵植物”,比如说紫茎泽兰(Ageratina adenophora),原产美洲,被人类引种后,迅速扩散到欧洲、亚洲、新西兰、非洲等地,它们抢占本土植物生存空间、破坏本地生态系统,被人们深恶痛绝。 除了藻类和苔藓外,真正在人类世之前凭自己的本事就能扩散到全球的植物(种)不多,其中许多为水生植物或湿生植物,比如说:芦苇(Phragmites australis)、灯芯草属(Juncus)的某些物种、眼子菜属(Potamogeton)的某些物种等等。目前,莼菜是当之无愧的广布种,大半个地球都有它的身影:亚洲、澳大利亚、非洲、北美洲和中美洲。刚好,莼菜也是水生植物。 水生植物是有点说法的。生命是从海洋中诞生的,植物也不例外。当初,裸子植物、被子植物和现存蕨类植物的祖先上岸之后在陆地上度过了开疆拓土的艰难岁月,后来陆地上实在卷得不行——阳光、养料、水分、甚至立足之地都需要抢,有些植物就陆陆续续回到了水里,莼菜的祖先就是其中的一支。“反水”有诸多好处——阳光不用抢,喝水喝到饱,子孙漂一片,身体随便长。 莼菜属是非常古老的类群,在被子植物中属于基部类群,英国的始新世地层(5600-3390万年前)挖出过莼菜属化石(已经灭绝的B. ovula),所以莼菜属的起源不晚于3390万年前(化石记录主要参考PBDB和Drzymulska,2018)。根据化石记录,莼菜属可能诞生于较温暖的水域,开枝散叶至少曾形成过16个物种或疑似种。然而,地球历史上经历了多次冰期-间冰期循环,每次遇到冰期,老“莼”家就会损失几个成员,等到暖和的间冰期来临,可能又会进化出几个新成员,好日子过不了多久,冰期又来……经过一茬一茬的冰期收割,尽管过程中可能分化出几个物种,大部分最终都折在冰期了。最近一次冰期之后(大概一万年前),莼菜属竟然落到只剩一个物种的地步!莼菜作为老“莼”家唯一的崽,是全家的希望。好在现在是间冰期,如果能存活下去,莼菜有可能分化出新的物种。 怎么莼菜就这么有能耐?不仅是“耐活王”,还是“地球街溜子”。 ![]() 莼菜(Brasenia schreberi)的分布情况,欧洲的分布点不是自然分布(GBIF) 莼菜:我强的离谱 仔细看看莼菜的分布:东亚、澳大利亚、非洲、北美洲和中美洲。奇怪,为什么唯独跳过了欧洲?实际上,欧洲有很多已经灭绝的莼菜属植物化石,也有很多现存这种莼菜的化石。欧洲的莼菜属化石记录从最早的始新世(3390万年前)到末次间冰期(大概13-11.5万年前)连续出现,说明莼菜属可能从诞生开始就一直在欧洲繁荣昌盛,直到末次冰期才突然全部消失。 ![]() 莼菜(Brasenia schreberi)分布图,阴影和“+”是当前分布点,其他是化石分布点(Lloyd & Kershaw, 1997) 欧洲也曾出土过与莼菜伴生的芡实(Euryale ferox)化石,现在芡实分布于东南亚热带和亚热带地区,在欧洲也已经绝迹。这说明莼菜以及莼菜属植物均喜温,喜欢酸性浅水环境(这简直是支持生态位保守性的一个优秀案例)。有人推测欧洲的莼菜种群或许没能进化出以休眠芽方式越冬的习性,可能还加上欧洲缺乏避难所、末次冰期欧洲湖泊面积缩小导致生境减少和破碎化,共同导致了莼菜在欧洲的灭绝。 ![]() 欧洲的莼菜化石分布(Drzymulska,2018) 难道这竟是一场大逃杀游戏?需要逃出欧洲才能通关?莼菜的化石在日本(中部爱知县)中新世晚期(1160-530万年前)地层中首次出现,可见它很早就离开欧洲在外闯荡了。或许现存的这种莼菜适应能力和扩散能力都更强些,才最终幸存;或许它只不过是比其他莼菜幸运一点,在末次盛冰期刚好躲进了适合生长的避难所,比如说中国目前分布的野生莼菜种群大部分位于冰期避难所中。生命就像一场你方唱罢我登场的接力。 莼菜属大部分物种的灭绝似乎给人一种:莼菜果然“菜”的感觉,但是一个类群能活过那么多次灾难已经非常了不起了。根据对现存莼菜的生物学研究,它有一些“看家本领”: 1)莼菜竞争能力强,可以释放出强力的化感物质,显著抑制藻类、微生物,以及其他植物的生长。这种化感能力甚至有望帮人们控制藻类植物。 2)季节性生长模式存在差异——在寒冷的分布区域,莼菜以冬芽或休眠芽的形式沉入湖底度过寒冬;而在温暖的分布区域,莼菜四季常绿不休眠,更倾向于通过种子繁殖。 3)莼菜选择靠风传粉,它清晨早早开放,第一天把雌蕊的柱头伸出来举高高,以便捕捉随风而至的花粉;第二天收起柱头,把雄蕊伸出来快速释放花粉。这种繁殖方式有两个优势:①通过雌雄异熟的繁殖方式,避免自花授粉,提高适合度,有利于产生更高遗传多样性的后代。但是有人说,在冰期恶劣环境下,能够自花授粉的植物或许能有更大的幸存机会。很多事情都同时有利有弊嘛!②为了不被传粉昆虫卡脖子,选择风媒传粉,避免同其他植物竞争传粉昆虫。开阔的湖泊上昆虫传粉者不太多,但是不管是什么气候、地理或者生态环境,风总是不缺的。风媒看似原始,却降低了莼菜对特殊生境的依赖,使它有可能适应更多分布区。 ![]() 莼菜开花第一天伸出柱头(郭世伟摄) ![]() 莼菜花散粉时伸出雄蕊(孙卫邦摄) ![]() 莼菜花散完花粉之后的样子(郭世伟摄) 4)莼菜的种子可能是由水鸟传播的。有人观察到加拿大的环颈潜鸭(Aythya collaris)非常喜欢吃莼菜的种子和叶子,这使得莼菜可以跨过高山与大洋扩散。 ![]() 莼菜果实(郭世伟摄) 莼菜作为莼菜属的唯一现存物种,它岂不是孑遗植物?是的,它们确实是孑遗物种。但孑遗≠稀少,IUCN红色名录将莼菜评为“无危”(LC)。这么厉害的植物,和极小种群应该没什么关系吧?是,也不是。具体来说,在全球来看,莼菜和极小种群八竿子打不着;但是在中国,它是“极度濒危”(CR)物种,荣列国家II级重点保护野生植物,在《云南省极小种群野生植物保护名录(2021版)》里也赫然占据着一份优先保护的“头衔”。 个中缘由,且听下回分解。 参考文献: Collinson ME. Recent and Tertiary Seeds of the Nymphaeaceae sensu lato with a Revision of Brasenia ovula (Brong.) Reid and Chandler[J]. Annals of Botany, 1980, 46(5): 603-+. Elakovich SD. Allelopathic Aquatic Plants for Aquatic Weed Management[J]. Biologia Plantarum, 1989, 31(6): 479-486. Elakovich SD, Wooten JW. An examination of the phytotoxicity of the water shield, Brasenia schreberi[J]. Journal of Chemical Ecology, 1987, 13(9): 1935-1940. Lee MM. Abundance and Control of Nuisance Watershield (Brasenia schreberi) Populations in Mississippi[D]. Mississippi State University, 2024. Lloyd PJ, Kershaw AP. Late Quaternary Vegetation and Early Holocene Quantitative Climate Estimates from Morwell Swamp, Latrobe Valley, South-eastern Australia[J]. Australian Journal of Botany, 1997, 45(3): 549-549. Martínez-Meyer E, Peterson, AT. Conservatism of Ecological Niche Characteristics in North American Plant Species over the Pleistocene-to-Recent Transition[J]. Journal of Biogeography, 2006, 33(10): 1779-1789. Tarver DP. Water Fluctuation and the Aquatic Flora of Lake Miccosukee[J]. Journal of Aquatic Plant Management, 1980, 18: 19-23. Taylor LM, Williams HJ. Consequences of Pollination Syndrome Evolution for Postpollination Biology in an Ancient Angiosperm Family[J]. International Journal of Plant Sciences, 2009, 170(5): 584-598.
编辑:陈智发
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