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《大自然》2019年第3期精彩导读

发布时间:2019年05月05日

 

刊首:探索动植物合作与对抗的奥秘

原文作者:张知彬    推荐编辑:赵雪

动物和植物是生态系统中的重要成员,在维持生态系统功能和健康方面起着不可替代的作用。一般认为,动物和植物之间是捕食和被捕食的关系。植物通过光合作用生产和固定营养物质,动物则取食植物而生存。

然而经过长期的演化,许多动物与植物之间超越了简单的捕食和被捕食关系,形成了互惠互利、偏利共生等复杂的关系。例如在传粉系统中,植物为昆虫提供花蜜,昆虫帮植物传粉,避免了植物近亲繁殖;在种子传播系统中,植物为动物提供营养丰富的种子,动物通过搬运、扩散和埋藏种子促进了种子的散布,既扩大了植物分布区,又避免了植物的近亲繁殖和自我竞争。这说明,很多动物与植物的关系既有对抗(如捕食和反捕食)又有合作(传粉和种子扩散)。

为什么对抗者之间会演化出合作关系呢?这是一个非常有趣的科学问题。一方面,捕食者能向猎物提供某种服务或合作(如帮助传粉或扩散种子),从而促进猎物种群的增长,实际上也有利于自身的发展。这是一个正向反馈路径,动物和植物之间互惠的关系就形成了。另一方面,动物与植物的合作也可以看作相互利用或剥削,如动物取食植物,植物则利用动物为其传粉、传播种子或提供保护等。在长期的演化过程中,有的动植物形成紧密的互惠关系,有的形成了松散的互惠关系。

与合作关系相对应,动植物之间也存在欺骗关系。如有些动物只取食花蜜而不传粉,有些植物吸引昆虫传粉却不提供花蜜。这种欺骗或剥削的产生机制仍有待研究。

自然界中,动植物间的关系不是一对一的,而是一个复杂的、多对多的网络系统。动物与植物既有合作也有对抗,动物与动物、植物与植物也可能存在竞争关系。探索复杂网络中动植物的协同演化和稳定共存机制是一个重要的研究方向,值得给予更多的关注和重视。

 

植物的传播之道

原文作者:伍诗琪 张洪茂    推荐编辑:赵雪

亿万年来,地球上的生命繁衍演化,生生不息。很多植物为了让种子传播得更远,使出浑身解数,吸引动物前来取食自己的果实,使种子得到一个被带走的机会。

 

阔叶红松林更新和演替的背后

原文作者:戎可 宗诚    推荐编辑:赵雪

在我国寒冷的东北山地,生长着典型的顶级植物群落阔叶红松林。仔细观瞧,很多可爱的小动物在树枝间跳跃,在树干间飞翔。有的怀抱着松塔躲在树后,有的抓紧时间掩埋松子,还有的将松子藏进洞中。这些小家伙到底是谁呢?

 

森林中的小精灵——花鼠

原文作者:王明卉 易冰雨 易现峰    推荐编辑:赵雪

花鼠是松鼠科花鼠属的一员,它们身披五道花纹,如同小精灵般在森林中忙碌。花鼠尤喜贮藏食物,会把植物种子藏在自己的巢穴里,但多数情况下,它们会将种子分散埋藏在地表浅层,因此成为森林更新的好“帮手”。

 

森林中的鼠-种子互作网络

原文作者:杨锡福    推荐编辑:赵雪

森林生态系统的健康得益于动物与植物间的相互作用。作为森林中的重要成员,鼠在森林生态系统中扮演了什么样的角色?它与种子之间有怎样的关系呢?

 

连吃带“拿”:川金丝猴对森林的回馈

原文作者:陈远 白炎培 向左甫    推荐编辑:赵雪

非人灵长类是热带和亚热带地区的重要食果动物,它们在采食果实和群体迁移的过程中无意却有效地促进了种子的传播,对于维系森林植物种群动态和生物多样性具有关键性作用。

 

 “屠夫”胡蜂为何迷恋大百部的种子?

原文作者:陈智发 陈高    推荐编辑:赵雪

素有“屠夫”之称的胡蜂在林间寻找猎物;树枝上,蚂蚁在树叶间躲躲闪闪地前行。突然,胡蜂冲下来,瞬间在众多捕食者眼前抢走了挂在树上的“猎物”。到底“猎物”为何?蚂蚁的躲藏是在等待什么?三者之间有着怎样的联系呢?

 

兰花引诱土蜂的“伎俩”:性欺骗传粉

原文作者:熊英泽 黄双全    推荐编辑:赵雪

大多数植物与其传粉者之间是互利互惠的合作关系。但是,兰科植物中有不少类群并不提供花蜜和花粉等报酬,而是通过性欺骗的方式诱骗动物前来“交配”,从而实现其传粉目的。

 

象鼻虫蛀了的橡子,鼠还吃吗?

原文作者:张博 常罡    推荐编辑:赵雪

郁郁葱葱的大森林中生长着很多壳斗科植物,秋季来临,橡子也成熟了,很多动物闻香而至。鼠是森林中最不起眼又很重要的动物之一,橡子自然也是它们的最爱。鼠左右观瞧,发现橡子已经被象鼻虫蛀过了。面对“二手”食物,它们将如何取舍?

 

松鸦,城市森林斑块的维护者

原文作者:冯展锋 张洪茂    推荐编辑:赵雪

城市的森林公园里,一种颜色靓丽、翅膀上有三色横斑的鸟经常在树枝间跳来蹦去,它们就是松鸦。除了维持自身的生存繁衍以外,松鸦贮藏植物种子(果实)的行为还可以帮助维护城市森林斑块,帮助斑块中的植物进行种子传播和更新。

 

福建梅花山,鸟助力红豆杉传播

原文作者:李宁 王征 张帅 鲁长虎 傅文源    推荐编辑:赵雪

在我国福建省的梅花山红豆杉生态园里,研究人员发现很多鸟儿会取食红豆杉的种子,对红豆杉种群的传播和扩散起到了相当重要的作用。

 

真菌的传播本领

原文作者:黄满荣 张谦    推荐编辑:赵雪

真菌遍布世界各地,它们扩张地盘时采取的方法非常有特色。生活在水中的杆孢菌可以随波漂流;大气中约有5 000 万吨的真菌孢子飘浮着,进行着或远或近的旅行;栗疫菌的分生孢子外面有一层黏液,很容易粘在鸟或其他动物身上被带往别处;生长在山洞等黑暗环境中的真菌会依靠荧光来引诱动物帮助传播孢子……

 

轮叶三棱栎的生存危机与极小种群野生植物保护

原文作者:孟宏虎 周仕顺 李捷    推荐编辑:李峰

三棱栎属是壳斗科植物中比较古老的类群,也是研究该科系统演化及大陆漂移和环境变迁的重要材料。那么,轮叶三棱栎在中国内地的首次出现有怎样的保护生物学意义?它又面临哪些生存危机呢?

   

产卵失误,“马虎”的昆虫妈妈

原文作者:习新强    推荐编辑:赵雪

昆虫与植物之间取食与防御的斗争进行了千百万年,结果是大多数昆虫都只能取食某些特定的植物。然而,有些昆虫妈妈却经常“犯糊涂”,将卵产在不适合孩子(幼虫)生长的植物上,导致了大多数后代的死亡。这种现象多见吗?会对植物及昆虫自身产生何种影响呢?

   

植物与土壤动物的“恩怨情仇”

原文作者:毛连纲    推荐编辑:赵雪

在自然界的土壤环境中,植物的健康生长除了得益于阳光、空气和水外,土壤中的动物也起到了举足轻重的作用。这些隐形邻居与植物之间有着什么样的故事呢?

 

防控飞机草入侵,我们有办法了

原文作者:郑玉龙 廖志勇    推荐编辑:李峰

飞机草是热带及亚热带地区的恶性入侵杂草,如何防控飞机草在我国南部的蔓延,减少其对生态环境的影响,维护生态系统健康,需要打开视野,从群落水平展望。

    

白色霞水母伤人之谜

原文作者:李荣锋 李鹏程    推荐编辑:李峰

水母蜇人是严重的公共健康与安全问题之一,在全球普遍存在。每年由水母蜇人引起的致伤、致残甚至死亡的人数众多。长期以来,我国尚无治疗水母蜇伤和应急的特效药物,对水母蜇伤造成的毒性损伤和致死原因也不甚明了。近期,中国科学院海洋研究所的研究团队在水母毒素致死机制方面取得了新进展。

 

永州蛇趣拾零

原文作者:彭民德    推荐编辑:李峰

柳宗元的《捕蛇者说》中说“永州之野产异蛇”,让许多人在少年时期就有了“永州有蛇”的朦胧记忆。你可知道,就在几十年前的湖南省永州地区,蛇的故事还真不少呢!

   

温州湾湿地鸟类资源生态调查

原文作者:姜海瑞    推荐编辑:李峰

曾几何时,温州湾的泥滩上随处可见色彩绚丽的彩鹬、摇头晃脑的黑脸琵鹭、橙色肉囊的卷羽鹈鹕,甚至可以欣赏到鱼鹰从百米高空俯冲入水的壮观美景,以及“鹬蚌相争,渔翁得利”的生动画面。鸟儿们现在还好吗?

 

琥珀里的花与达尔文的烦恼

原文作者:王鑫    推荐编辑:李峰

尘封了亿万年的琥珀里保存了一只刚刚吸饱恐龙血的蚊子,科学家从中获得了恐龙的DNA,通过基因工程成功克隆了恐龙……这是电影《侏罗纪公园》里令很多人着迷的情节。现实世界可就没有那么浪漫了,至少到目前为止科学家还没有在琥珀中发现过液态的血。不过也别太失望,琥珀可是保存化石的好材料。不久前,科学家发现了一朵保存在琥珀中的花——静子花。

 

红外线触发相机里的野性卧龙

原文作者:何晓安    推荐编辑:赵雪

位于祖国大西南的四川卧龙国家级自然保护区是著名的大熊猫栖息地,也是中国乃至全球著名的自然保护区。近年来,借助野外布设的红外线触发相机,研究人员观测到很多野生动物,大熊猫、雪豹、赤狐、狼、豺、雪鹑、绿尾虹雉和川金丝猴等动物的生活细节逐渐呈现在人们眼前。


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