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粘性是某些植物用来抵御饥饿昆虫的武器

想象一下植物的质地。许多人会想到-许多热带室内植物的光滑橡胶质感,不可能柔软的羔羊耳朵,尖锐的仙人掌刺或树皮粗糙。但是,用粘纸粘住手指的粘性来说,粘性可能不在您的清单之首。但是,许多植物已经进化出粘叶,茎和种子,其中包括一些您可能知道的植物,例如矮牵牛和烟草。

在进化生物学中,已经进化了许多次的特征很有趣,因为它表明,反复进行该特征可以带来一些好处。尽管人们已经注意到并讨论了这一奇怪特征很多年了,但像我这样的生物学家终于开始了解粘性的含义以及为什么这么多植物具有粘性。

沙和粘性

粘性植物很普遍。它们存在于温带和热带地区,潮湿和干燥的地方以及森林,田野和沙丘中。在上述每种环境中,粘性的作用都有些不同。

无论是在干燥的沙漠中还是在美丽的海岸线上,我自然会被沙丘所吸引,粘性对于这些地方的植物具有一些有趣的功能。流沙为植物提供了一个充满挑战的环境-喷沙风,潜在的埋葬和缺乏保水能力只是少数几个。

有趣的是,沙丘中的数百种植物已经进化出粘性表面,表明在该生境中具有实用性。风吹的沙子覆盖了这些粘性表面,这种现象被称为“沙包烟”(psammophory),在希腊语中意为“载沙”。虽然沙质涂层可能会限制光到达植物表面,但它也可能保护植物免受磨损并反射光,从而降低叶片温度。它还可以保护植物免受饥饿的掠食者侵害。

几年前,我和我的同事研究了加利福尼亚沿海的黄马鞭草(Abronia latifolia)植物。当我们轻轻地从叶和茎上清除沙子时,饥饿的蜗牛,毛毛虫和其他草食动物会以被沙完整的叶和茎的两倍速度吞噬这些叶和茎。

我们想知道沙子是否可能通过伪装来保护植物。在第二个实验中,我们仔细清洗了一些马鞭草叶子,并用与背景不匹配的有色沙子重新覆盖。事实证明,沙子的颜色无关紧要–掠食者以相同的速度吃掉被沙子覆盖的叶子,而不管它们是否与背景融合在一起-表明沙子将植物作为物理屏障而不是伪装来保护。

佩戴口器

该结果具有直觉上的意义-毕竟,即使营养丰富,谁愿意吃被沙子覆盖的东西?然而,多年来我观察到,许多草食性昆虫确实确实吃了沙质叶子。我想知道沙子可能会对它们产生什么影响,因此我们进行了一系列简单的实验。

当我们给毛毛虫选择吃无沙和覆有沙子的植物时,他们绝大多数选择吃无沙的植物。当我们给毛毛虫别无选择的时候(一组只得到沙叶,另一组得到干净的叶),我们观察到食沙者的下颌骨或口器明显磨损了。

吃沙的毛毛虫的生长速度也比不吃沙的毛毛虫慢了约10%,我们怀疑这部分是因为它们摄取了一些沙子。

粘种子

在沙质地区,经常发现潮湿时变粘的种子。此类种子被涂在粘液中,粘液是简单的碳水化合物,在水的存在下会变成粘性烂摊子。即使它们变干了,它们也几乎无限地再次变粘。您可能对奇亚籽中的这种现象很熟悉-黏液是奇亚布丁独特的质地。

当粘液包衣的种子掉入沙子中,被降雨或露水弄湿然后干燥时,它会被厚厚的沙子覆盖。这些额外的重量使木匠蚂蚁很难将种子带回巢中食用。

我们通过建立饲养站来证明这一点,在该站可以测量被沙子覆盖的种子和裸露种子的去除率。在我们测试的所有53种植物中,几乎除去裸露种子的速度要比裸露种子慢得多。

尽管沙质地区的植物粘性为阻止食草动物提供了障碍,但在其他栖息地中,其运作方式却有所不同。例如,某些食肉植物利用粘性捕获猎物。

在数百万年的时间里,植物的每一部分都是必须面对根源世界的挑战而塑造的,同时又必须植根于一个地方。粘性是植物偶然发现的数千种策略之一,可以使其在自然界中的饥饿动物中生存。

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