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云南高山流石滩的生物

中国矿业报 0评论 2024-06-04

  ◎  秋玉 武睿

  云南素有“动植物王国”的美誉,生物多样性极其丰富,全球36个生物多样性热点地区,就有两个在云南。云南的地势西北高东南低,海拔高差6000多米,温度随海拔变化,涵盖了从热带到寒带的几乎所有气候类型,早就有各种神奇的植物在这里繁衍生息。

  温室植物塔黄

  在滇西北等地的高山上,林线与雪线之间,有一个特殊的地带——高山流石滩。它是由地表岩石受山地冰川作用和强烈的物理风化后,不断断裂成大小不等的砾石堆积形成,只有少数耐高山气候的植物才能定居于此。特殊的生存环境造就了流石滩植物与气候相适应的生理、生态特征,例如温室植物塔黄、苞叶雪莲,具有特化的半透明苞片,形成温室一样的环境,既能保护花序也能为传粉昆虫提供庇护所,吸引其前来传粉;还有长成团垫状,具有良好的聚热和保水作用的垫状植物,如团状福禄草、垫紫草;绵毛植物水母雪兔子、绵参等,全株密被柔毛,可以维持温度疏散雨水。

  垫状植物垫紫草

  流石滩还有一类植物,他们中一些个体的颜色与周围环境融为一体,这一类植物我们称之为伪装植物。科学家在野外考察时观察到囊距紫堇的群体中存在叶色二态现象,既有正常的绿色型叶子,也有和砾石背景颜色接近的伪装型叶子。他们发现有一类绢蝶属的蝴蝶幼虫是以囊距紫堇叶片为食的,绢蝶在交配后会把卵产在紫堇附近,幼虫孵化后就近以紫堇为食,幼虫成蛹化蝶后又是新一轮的循环。从蝴蝶的视觉角度出发,研究者测量了囊距紫堇两种叶片以及流石滩背景石头的反射光谱,再放到蝴蝶的视觉模型中计算叶片颜色与石头颜色的色彩空间距离,发现伪装型个体的叶片色彩与砾石背景更为匹配。通俗讲就是比起绿色的叶片,伪装型的叶片更难被绢蝶发现。统计发现,伪装型个体比绿色个体更少被幼虫啃食,拥有更高的生存概率。通过观察两种叶片的切片,发现伪装型的叶片叶表面有更多的花青素,不同颜色的细胞镶嵌排布形成了伪装色。伪装型的囊距紫堇更不容易被绢蝶发现进而被幼虫啃食,因此有更多的伪装型个体在群体中生存了下来。

  绵毛植物水母雪兔子

  流石滩上的另一种植物——梭砂贝母,拥有和囊距紫堇类似的叶色二态性。这是否也是动物取食者驱动产生的呢?传统中药中的“川贝”指的不仅仅是川贝母一种,而是很多种贝母属植物的鳞茎,而梭砂贝母就是其中一种。每年山上的积雪融化后的很长一段时间里,当地的藏族同胞就会到流石滩上对梭砂贝母展开地毯式搜索,将整个植株挖出获取其深埋地下的鳞茎。据统计,收集一公斤鳞茎需要采挖超过3500株贝母,正是这种高强度的人类采集活动驱动了梭砂贝母的体色伪装。研究者测量了7个贝母群体的叶片和砾石背景的反射光谱,并把它们放到人类视觉模型中进行分析,发现梭砂贝母的体色在群体间有显著分化。又通过当地药商获取了6年间各群体的采集量,发现采集压力越大的群体,在人类眼中的伪装效果就越好。无形中,我们人类成为了这一自然选择中至关重要的一环。

  相信,还有更多有趣的自然故事有待大家发现。

  伪装型(左)与非伪装型(右)的囊距紫堇

  伪装型(左)与非伪装型(右)的梭砂贝母

  (作者单位:中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心)

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