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每日物种故事|尖喙牻牛儿苗:北疆荒漠中的“投机者”

 zzm1008图书馆 2022-07-19 发布于上海

每年春季,铺天盖地的黄沙从塔克拉玛干沙漠腾空而起,宣布着南疆正式进入沙尘多发时期,而此时拥有中国第二大沙漠——古尔班通古特沙漠的北疆,正草长莺飞,春意盎然。北疆荒漠除了拥有“沙漠地毯”——生物土壤结皮这种固沙“神器”以外,还存在一类特殊的短命植物层片。

每年4月,短命植物利用冬季积雪融水和春季降雨,在多数落叶灌木和多年生草本植物尚未返青之前,便在沙丘表面形成了层片。即使在每年6月枯萎之后,短命植物层片也对沙丘的稳定性作出了巨大贡献。

图为古尔班通古特沙漠东南缘的春天。(摄影:臧永新)

要说短命植物层片中的“带头大哥”,非尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum,以下简称尖喙)莫属。短命植物层片所干的“好事”和“坏事”均由它“带头”。“好事”是指,尖喙是短命植物层片的主力军之一,可以维持沙丘的稳定性。“坏事”是指,尖喙可能引发沙漠火灾。这是因为尖喙成熟的果实由羽毛状附属物和种子组成,其羽毛状附属物长7厘米至9厘米,脱落后的果实如杨絮一般,白茫茫地铺在地表,极易燃烧。

图为尖喙牻牛儿苗未成熟的果实(大图)和成熟的果实(小图)。(摄影:张岚)

图为古尔班通古特沙漠东南缘的火灾。尖喙牻牛儿苗果实的产量随降水量的增加而增加。因此,越是丰水年,越要防范沙漠火灾。(摄影:臧永新)

作为短命植物层片的优势物种,尖喙在沙漠中生存的智慧是什么?在众多的短命植物物种中,它又是如何脱颖而出,坐上“一把手”的位置呢?在生存策略上,如果说南疆的疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)练就的是稳扎稳打、向下扎根的苦功夫,那么北疆的尖喙信奉的就是“天下武功,唯快不破”。

尖喙的根深一般不超过50厘米,不像疏叶骆驼刺,根深动辄达几米,直奔地下水而去。尖喙是干旱逃避型植物,当土壤含水量和温度合适时,尖喙迅速萌发并完成生活史,是个典型的“投机者”。

当掌握了这项快速完成生活史的技能后,尖喙的萌发开始变得“鲁莽”。即使过了水热配比最适合自己生长的春季,在夏季、秋季的大降水事件后,尖喙也会萌发,甚至形成层片。

当然,这种“鲁莽”的萌发也是有代价的:一是大部分夏萌尖喙并不能完成生活史,还未完成繁殖后代的使命,便凋零死亡;二是尽管秋萌尖喙可以越过冬季,同春萌植株一起生长,但遗憾的是,春萌植株好像并不能感受到同胞的存在,依然大量萌发,春萌植株密度大,但其竞争力远弱于高自己一截的秋萌植株,这将导致部分春萌植株无法完成生活史。

图为尖喙牻牛儿苗的根。(摄影:臧永新)

图为尖喙牻牛儿苗的夏萌植株(左图),以及春萌、秋萌植株(右图)。(摄影:臧永新)

有人认为,尖喙在春季、夏季、秋季萌发的现象其实是一种“两头下注”策略,是生命有机体应对环境变化而采取的有效生存策略之一。但是“两头下注”策略只是解释了尖喙异时萌发的合理性,还无法解释尖喙为什么不顾一切、肆无忌惮地萌发。

家底厚、输得起是尖喙不顾一切地萌发的原因之一。尖喙的种子属于硬实性种子,硬实性种子的优势在于寿命长,因此土壤种子库中积累了大量的尖喙种子。即使夏季萌发的尖喙全军覆没,也不会给尖喙造成太大影响。其次,尖喙秋萌植株的繁殖能力远大于春萌植株,结种数量甚至是春萌植株的5倍,所以即使尖喙秋萌植株在生长过程中伤害到了春萌植株也无妨,因为一切都是为了维持并更新种群的种子库。

此外,有研究者认为,尖喙的种子库中可能存在一套让“老弱病残”的种子“优先萌发”的法则。尖喙种子寿命虽长,但是终究会因为有机质的呼吸耗尽而失去活性。这部分“老弱”的种子与其等待死亡,不如为了后代的繁衍,进行最后一次绚烂的绽放。残缺不全的种子也是如此。一些实验也验证了这一点,在实验过程中,新鲜的种子不易萌发,但是经过反复低温处理后,种子更易萌发。还有一种办法可以让新种子萌发,那就是把其种皮划破,种皮被划破的种子萌发率几乎可以达到100%。

写到这里,如果我们已经被尖喙种子的萌发策略给震惊到了,显然我们还是小看了它。有研究者认为,残酷的生存竞争可能让尖喙种子在母体中已经被贴上了自己无法选择的标签:这一颗种子是“鲁莽”的,要担负起冲锋陷阵、占据地盘、维持自身优势的使命;那一颗种子是“沉稳”的,要负责保存实力,择机而出。这种“不把鸡蛋放在同一个篮子里”的策略,成就了北疆荒漠生态系统尖喙的生存之道。

世界万物,因不同而精彩。尖喙虽然不像乔灌木那么伟岸,是个生存中的“投机者”,但是它找到了适合自己的生态位,并且通过一系列进化,让自己成为了荒漠中无法代替的优势种。尖喙的身躯虽柔弱,但依旧可以为北疆的荒漠添上一抹绿色。

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