植物刺广泛存在于不同的植物科内,并且由于发生器官不同而有所区分。已有大量证据表明,植物刺在抵御食草哺乳动物进食中占有主导地位,但较少研究 中科院版纳植物园群落生态与保护组博士生ThéodoreLefebvre,在KyleTomlinson研究员的指导下,与法国生态环境研究院合作,对版纳植物园内31种热带木本植物进行了性状分析,以验证形态学策略是否可以确定其功能性。首先分析了具有树干刺的树种是否有共同的形态学特征,由此分析它们的潜在功能(时间、位置、与组织的联系、维持和密度)。其次利用计算机绘制树干刺模型,并模拟其在抵御脱皮或攀爬的能力方面是否存在差异。最后比较了31种带刺物种和25种非带刺物种叶片和树皮的营养成分(氮含量、总酚含量和内树皮厚度),以及花和果实的吸引力。结果表明:1)共存在四种树干刺的形态学特征,其中两种对应于已知的功能(协助藤本植物的固定和对大型哺乳动物的防御),另外两种新策略是预防树皮啃食和哺乳动物攀援;2)营养成分分析表明,具有树干刺的树种叶片总酚浓度显著低于无刺树种,同时树干刺树种的内树皮更厚(至少2倍);3)树干刺树种具有大而有吸引力的花朵和果实,捕食风险较低。该研究首次对植物树干刺策略进行了形态学调查,提供了对树干刺策略的标准与研究指导,方法可用于进一步的实验工作。
相关结果以“Trunkspinesoftrees:aphysicaldefenceagainstbarkremovalandclimbingbymammals?”为题,发表在AnnalsofBotany上。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目和博士CAS-TWAS院长奖学金的资助,在此一并致谢。
植物树干刺的性状类型
对哺乳动物脱树皮和攀援能力影响的模拟
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