植物进化出了刺、刺和刺,以避免被大型哺乳动物敏感的嘴唇和舌头咬伤。至少,我们是这么认为的。
面对传统观点,研究人员发现,至少对于某些植物物种来说,长出尖刺不仅是为了阻止大型食草动物,而且还可以防止大型食草动物的行为。它们还可以保护它们的叶子不成为毛毛虫的午餐。
瑞士苏黎世联邦理工学院和北卡罗来纳大学的科学家在研究时发现了这一发现卡罗莱纳州荨麻植物(加罗林茄)在之前的植物近交实验中。
他们注意到,植物上的刺和毛发状结构(称为毛状体)的数量在被一种称为毛蛾的蛾幼虫啃咬后增加了。烟草天蛾(曼杜卡星期五)。
生态学家鲁佩什·卡里亚特 (Rupesh Kariyat) 表示:“这让我们认为这些刺还可能具有比我们所学到的更多的功能。”告诉克里斯蒂·威尔科克斯广达杂志。
根据记录,虽然它们可能有类似的用途,但植物的所有锋利部分并非完全相同:刺来自新芽,刺是经过改造的叶子,刺缺乏芽和叶的维管组织,是植物的延伸。表皮。
(所以,如果你真的想交朋友并影响别人,下次当别人说玫瑰有刺时,告诉他们玫瑰实际上是刺,就纠正他们。)
虽然有大量证据表明长刺阻止较大的食草动物从吃植物开始,刺可能会推迟用小嘴吃东西的想法似乎有些荒谬。
毛毛虫不会直接从他们身上爬过去吗?他们确实做到了。事实证明,这就是刺的工作原理的秘密。
研究人员使用了一种几乎没有刺的荨麻,将植物除顶部叶子外的所有叶子都剥掉,然后计算毛毛虫爬到顶部所需的时间。他们对长出更多刺的各种荨麻做了同样的事情,并比较了时间。
接下来,他们减少了更多尖刺品种的刺数量,以便与更光滑的植物相匹配,并重复了实验。
最后,研究人员用具有不同刺生长密度的相关物种替换了植物。在这些试验中,研究人员计算了烟草天蛾幼虫吃完所有叶子所需的时间。
在一些试验中,研究人员替换了从叶子上掉下来的毛毛虫,而在另一些试验中,他们让毛毛虫自行寻找返回的路。
这些刺不仅干扰了它们的时间,迫使毛毛虫需要更长的时间才能爬上植物,而且还让这些微小的食草动物更难坚持下去。
事实上,在掉落的毛毛虫没有回到叶子的试验中,没有刺的植物在一天之内就被剥光,而那些有刺的植物几乎被吃掉了一半。
研究表明,与其他形式的防御一样,刺可以在降低毛毛虫的适应性方面发挥作用,使它们更容易受到捕食者的攻击,甚至干扰后来的发育阶段,例如化蛹。
所有这些都不是断言植物进化出刺是为了赶走毛毛虫。
甚至研究人员也认为他们的发现显示出额外的好处,而不是主要驱动力。 “我们认为刺是针对哺乳动物食草动物进化而来的,”卡里亚特说。
但植物尖峰可能影响小型消费者和大型消费者这一事实可以帮助我们了解这些防御机制最初是如何发展的。
4亿多年前泥盆纪时期在陆地上萌芽的几种植物物种都长有刺,尽管周围没有大型食草动物值得担心。
尽管有猜测这些古老的带刺部分可能有助于增加表面积或提供某种支撑或凝聚力,但它们也可能将令人毛骨悚然的爬行动物减少到最低限度。
鉴于目前大多数关于多刺植物防御的研究都与大型动物有关,这项研究可能会激起人们对小型食草动物如何受到影响的兴趣。
“如果你查阅有关植物刺序的文献,大约有 150 到 200 篇关于哺乳动物草食性的论文,但你只看到两到三篇,也许四篇关于昆虫的论文,”卡里亚特告诉威尔科克斯。
也许是时候更仔细地观察这个小家伙了。
这项研究发表于生物学快报。