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「Rip Van Winkle」植物可以在地下潛伏20年

瑞普·凡·溫克爾(Rip Van Winkle)是華盛頓·歐文(Washington Irving) 1819年的短篇小說《遊手好閒》(ne』er- well)的名頭,他在森林裡睡了20年。范溫克爾(Van Winkle)在美國獨立戰爭期間睡著了。近兩個世紀後,科學家們開始研究在現實生活中有類似作用的植物。研究人員在《生態學通訊》期刊上發表的一項研究報告稱,世界上各種各樣的植物都可以在地下休眠20年,這一策略使植物能夠在困難時期存活下來,直到情況好轉。至少有來自24個植物科的114個物種能夠做到這一點,即植物放棄光合作用,專註於在土壤中生存。該研究的作者解釋說,這是一種植物對衝風險的方式,通過接受某些短期的困難,比如錯過了生長和繁殖的機會,以避免表面上的致命危險。蘇塞克斯大學生態學教授邁克爾·哈欽斯在一份聲明中說:「植物會進化出這種行為,這似乎是自相矛盾的,因為地下化意味著它們不能進行光合作用、開花或繁殖。」「然而,這項研究表明,許多物種中的許多植物經常表現出長時間的休眠。」那麼這些瑞普·凡·溫克爾植物如何在沒有陽光的情況下存活20年呢?哈欽斯說,許多物種已經找到了其他的方式來忍受休眠,特別是「通過進化機制,使它們能夠從基於土壤的真菌中獲取碳水化合物和營養物質。」他補充說,與土壤真菌友好相處,「可以讓它們在休眠期生存甚至茁壯成長。」這一策略被許多蘭花品種(包括上圖中女士的拖鞋蘭花)和其他種類的植物使用。研究人員指出,在特定的年份里,它通常只出現在一個種群或物種的一部分,因此更廣泛的種群可以繼續增長和繁殖,而指定的倖存者則在地下等待作為備份。

正在休眠

長期以來,科學家們一直在研究植物種子的休眠,但成年植物的地下安息期卻鮮為人知,也鮮為人知。這項新研究的作者說,這是第一次對成年植物休眠的原因、生態功能和進化意義進行詳細的分析。冬眠的原因因種群和物種而異,包括飢餓的草食動物和生長季節的惡劣條件。研究人員曾預計,在高緯度和高緯度地區,休眠更為常見,寒冷的天氣往往會縮短生長季節,但他們的研究結果卻恰恰相反。他們報告說,在赤道附近,植物似乎更經常使用這種策略,那裡的疾病、競爭、食草動物和火災等危險往往更為嚴重。「在火災多發地區,植物保持休眠狀態,然後在火災後重新發芽,這似乎是一種優勢,因為那裡有適宜生長和開花的有利條件,」合著者埃里克·蒙克斯(Eric Menges)說。這項研究還揭示,由於植物系統遺傳學,在陸生植物的歷史上,休眠已經進化了多次。哈欽斯說:「這不僅表明它在許多不同的生態環境下證明是有益的,而且它的進化可能是通過少數幾個基因位點發生少量突變而實現的。」哈欽斯補充稱,這些間歇期背後的原因仍不清楚。他指出,在我們真正理解植物「休眠」的決定之前,還需要進行更多的研究。這項研究很有價值,因為與臭名昭著的懶惰的瑞普·凡·溫克爾不同,許多植物都有重要的工作要做。

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