为了不被吃掉,一片叶子能做哪些努力?
你知道植物如何努力塑造地球的绿色面孔吗?(语音中断)
数亿年来,植物通过叶子的努力从太阳获取营养,以巨大的生物量支撑着这个生机勃勃的星球上物种的多样性和丰富性。
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这种壮观的景象来之不易,因为对于大多数植物来说,作为初级生产者,再加上固定的生长方式,许多动物垂涎植物每一片叶子所产生的营养。我们看到的绿色星球在食肉动物的呼吸下存活了数亿年。
在我们看到的许多食物链中,植物处于底层。这意味着植物可能不得不同时面对许多捕食者。
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尽管如此,植物使我们的地球变得绿色,它们牢牢地支撑着这个星球的基础。
这与长期进化过程中植物和捕食者之间的攻击和防御的军备竞赛是分不开的。
这些进化的痕迹相互影响,表明植物有一个站立的武器,尤其是幼叶,它们是食肉动物最关心的。
作为受动物捕食影响最严重的地区,到目前为止,树叶已经进化出许多防御特性,比如浓密的刺和刺鼻的气味。还有更积极的防御措施,如通过腺毛直接粘附捕食者等。
还有一些意想不到的叶子特征也是植物的防御措施。这些微小的特征在无声的进化中被雷鸣般地传递着!
光是树叶形状也能防御
科学家们早就注意到,叶片的某些形状变化不能仅仅通过适应自然环境条件如水和温度来解释,如叶片边缘的锯齿状分割。
在一些植物中,分裂叶的形状在婴儿期非常常见,但是在成年后,叶的形状变得更完整和更大——这无疑意味着叶的形状的改变可能是广泛存在于植物界的防御机制,因为婴儿期的植物需要更多的保护并且一旦受损就很难恢复。
桑叶的幼叶和成年叶呈现不同的叶形。
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然而,很难追踪到因吃昆虫而引起的植物叶子形状的变化。
我们现在看到的许多植物特征可能是在漫长的进化过程中逐步形成的,叶子的形状可能是对自然和生物环境综合适应的反应,因此很难跟踪特定的生物或环境因素对叶子形状的影响。
然而,在冬凌草属植物中,植物学家已经追踪了正在进行的进化,并发现了叶子形状可能在捕食压力下缓慢成形的证据。
香茶卷心菜对抗象甲的秘密武器
科学家发现了两种密切相关的芫荽变种。在野生环境中,白鲑和水韭自然混合在一起,但它们有两种截然不同的叶子形状——一种在边缘没有很深的分裂,另一种有很深的分裂。
轮纹伊蚊(左)和丝毛伊蚊(右)
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这是象鼻
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象甲的产卵过程
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对芫荽来说,自裂叶是一种有效的反捕食方法。
这种抵抗似乎有点“消极”,因为与没有分裂的叶子相比,它似乎失去了一部分可以用来制造食物的土地。然而,自然选择的基础在于生物学和环境之间以及生物学和生物学之间的权衡。与产卵后损失整片叶子相比,损失一些部分可以获得生存优势。
被动抵抗不是一种抵抗吗?
参考:
[1] Higuchi,马伊娜,和川北明。"叶子的形状阻碍了植食性象鼻虫对植物的加工."自然植物5.9 (2019): 959-964。