认为植物不能移动?你只对了一半。植物穿过散播他们的种子通过水,风,重力,弹道,或动物。分散使植物后代能够在竞争较少、资源较多的地区定居。如果没有传播,植物后代就不太可能存活,这对植物繁殖和维持森林多样性至关重要。
除了在维持健康森林方面的作用外,种子传播对森林恢复也是必要的。目前全球森林恢复的目标是雄心勃勃的。的波恩的挑战这项由61个国家签署的协议旨在到2030年恢复130万平方英里(即地球表面的2%)的森林。
其中一些重新造林将涉及直接植树或积极恢复。然而,考虑到全球恢复目标的范围,这种方法过于耗时和昂贵。相反,被动恢复,即自然生态过程驱动森林更新,将是大规模森林恢复的关键。因此,了解种子传播是如何工作的并确定对这一机制的威胁是必要的,以保护这一重要的生态系统过程,以促进森林再生。
什么是种子传播?
种子传播是植物繁殖的关键阶段。在扩散过程中,植物的后代被移离亲本植物。通过减少与父母和兄弟姐妹的竞争,并帮助种子逃离病原体和昆虫等天敌,这种迁移增加了后代的生存机会。
分散也促进了自然继承的发生。当树木死亡后在森林中产生一个缺口时,种子的传播允许一棵新树填补这个缺口。
为了促进种子的传播,植物进化出了各种各样的结构,通过生物或非生物的力量促进运动。
传播种子的方法
种子传播的多种形式是进化的奇迹。植物产生的种子特别适合由五种力之一传播:风、水、重力、弹道或动物。
风
![蒲公英,英格兰"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/JcEmP7MlO6v6uROaDFnCmCdgrPA=/5170x3266/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/dandelion--england-55949461-5792d1361dd743b995ff60391a60bc87.jpg)
蒂姆·格雷厄姆/盖蒂图片社
风吹散的种子有特殊的适应性,如毛发、翅膀或膨胀的结构,帮助它们更容易被微风携带。例如,蒲公英有白色的刚毛,可以产生阻力,使它们在上升的气流中漂浮。
许多被风吹散的物种产生的种子又小又轻。兰花是最大的植物家族之一,它产生“尘埃种子”,这是开花植物中最小的种子。
一般来说,风吹散的种子只能传播很短的距离。然而,罕见的极端天气事件可以将风吹散的种子带到更远的地方。这些长距离的扩散事件并不常见,但可以产生重大的生态后果,比如允许一个物种在一个新的环境中殖民。beplay体育官网电脑
水
![在海滩上发芽的椰子"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/F_rVbhv1vKzyKdzy6L5HfC40ik0=/3596x2739/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-200174151-001-1e0faf54a6934e32a503f09e0493779f.jpg)
David Trood /盖蒂图片社
在许多生活在水中或部分生活在水中的物种中,水种子传播已经进化。这些物种有果实和种子的适应性,包括可以漂浮的果实和坚硬耐用的种皮,使它们可以被河流或洋流携带。一个著名的例子是椰子树的果实,它可以在海上放置110天,但仍然会发芽。
水传播的种子可以有助于河流和小溪附近的河岸森林的恢复。然而,研究人员指出,重要的是保持水道之间的连通性,以允许继续扩散。
矛盾的是,水甚至可以在一些沙漠植物的传播中扮演重要角色。当一场罕见的大雨发生时,种子会被水运输,在条件好的时候,种子有机会迅速发芽。
重力
![木瓜树"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/sTrNmplTPWB7NZJZmE6_bItgw9g=/4000x3000/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/papaya-tree-531016191-bf2b6e7ad8f54256abfafcc655cb7fba.jpg)
重力扩散通常是多步扩散过程的第一步,其中第二个扩散者是动物。在重力分散的物种中,果实随着成熟和种子成熟而变重。一旦完全成熟,果实和里面的种子就会掉到地上。在那里,生活在陆地上的动物可以吃掉成熟的水果,然后把种子通过它们的肠道。
靠重力传播的种子一般没有任何结构上的适应性。例如,果树,像家养的苹果树,依靠重力种子传播。种子被包裹在果实中,果实在种子成熟时生长,当它们准备传播时掉落到地面。
弹道
![万岁,从树上掉下来的水果"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/ndiMFitkiv01Es1iwUdXIW-lhoc=/5760x3840/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/hura-crepitans-fruit-fallen-from-tree-480332952-9aaddf242f3d4018bebbb0d19c602ba6.jpg)
当种子像弹丸一样从母本植物中发射出来时,就发生了弹道种子传播。植物进化出了几种机制使这成为可能。例如,宝石草种子的豆荚在打开时向内卷曲,可以将种子投射到离母本植物16英尺远的地方。以金缕梅为例,干燥的果实会产生压力,直到果实分裂,并以高达每小时27.5英里的速度释放封闭的种子。
弹道式扩散经常出现在“杂草”植物中——这种植物生长迅速,但寿命不长。它们能够在被其他物种击败之前迅速建立、生长和繁殖。
动物
![雄性黑猩猩,乌干达Kibale森林国家公园"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/j0MzFX1e94g8CHqZYfc7iYdX0AM=/4256x2832/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/male-chimpanzee--pan-troglodytes---kibale-forest-national-park--uganda-625850076-179abfa1b2e449be9de2bde351abcff0.jpg)
马克·吉塔德/盖蒂图片社
动物种子传播可能是最复杂的传播策略,因为涉及到大量的植物-动物关系。动物可以在内部或外部运输种子。虽然在世界各地的森林中都可以发现动物种子传播,但在热带森林中尤其重要,据估计,那里70%的树种依靠动物进行传播。
在外部传播中,种子用刚毛、钩或胶状物质固定在动物身上。外部分散的种子往往会成为优秀的入侵物种,因为它们很容易附着在人类身上,并在新环境中站稳脚跟。beplay体育官网电脑
动物也会在体内传播种子——植物提供种子传播者果实,作为回报,种子要么被传播者吐出,要么在通过肠道后排便。肠道通过使一些种子更容易发芽,因为种皮在某些地方变弱了。水果的大小会影响到哪些动物能把它们分散开,越大的动物越能加工越大的水果。因此,当大象和灵长类动物等动物被偷猎时,大果实和大种子物种的传播就面临风险。
动物分散器的大小从高耸的草原大象来金龟子而且蚂蚁.每种动物种子传播者在生态系统中扮演着独特的角色,它们消耗的种子数量和传播种子的距离各不相同。例如,原产于拉丁美洲的蜘蛛猴的食物主要是水果,所以它们可以远距离移动大量的种子。体型较小的以水果为食的鸟类可能只能吃小的水果,但它们的迁徙较少依赖于完整的森林,这可能使它们更善于促进森林的恢复。
水果和种子都进化出了适应性,促进了这种植物和动物的互惠共生。例如,水果用颜色和气味吸引动物传播者,提供了一种营养激励来传播封闭的种子。有些种子需要对种皮进行一些损伤才能发芽,所以通过动物的肠道实际上使它们更有活力。
为什么种子传播很重要?
种子传播是健康森林的必要组成部分。当植物没有分散剂并倒在它们的母树下时,它们存活的可能性就小得多。研究人员认为,死亡率的增加是由物种特异性病原体引起的,当同一物种的种子靠近时,这种病原体最有效。在阳光、水和空间等关键资源方面,未分散的种子还面临来自母本和兄弟植物的更多竞争。
许多研究种子传播重要性的实验都集中在动物传播的物种上。没有它,动物分散的物种变得不那么丰富,一些树木更有可能灭绝。
种子传播的威胁及其后果
人类对环境的变化正在改变种子传播过程,并可beplay体育官网电脑能危及这一基本生态系统服务的未来。狩猎、伐木、栖息地丧失和气候变化都对种子传播,特别是动物传播构成了主要威胁。
生态系统对种子传播的变化有不同的反应,但最令人不安的趋势之一是森林中植物多样性的丧失。种子传播的变化还可能影响到依赖这些植物生存的物种的可用资源,从而在整个生态系统中造成生态级联。
由于许多热带物种依靠动物传播种子,人类对种子传播的负面影响可能在热带森林中最为突出。综合35项研究发现,狩猎和伐木缩短了种子的移动距离,也导致了小种子的传播。
在大多数情况下,要完全了解人为干扰对种子传播的长期影响还为时过早。但考虑到它对健康生态系统的重要性,我们可能不想等到它发生时才看到后果。