许多人认为植物是好看的绿色植物。植物是清洁空气的必需品,但却是简单的有机体。研究中的一个进步正在改变科学家们对植物的看法:它们比你想象的要复杂得多,也更像我们。这一蓬勃发展的科学领域太令人愉悦了,不是一两篇报道就能说清楚的。
本文是“植物好奇心”(Plant Curious)系列文章的一部分,旨在探讨那些挑战您对植物生命看法的科学研究。
外来入侵物种是全球本土物种消失的最大驱动力之一,最有效的策略是首先阻止外来物种的到来。2024年8月发表于The Conversation上的一篇研究向我们介绍了一些有代表性的堪称魔鬼植物的外来入侵物种、蔓延方式及其影响。
江苏境内的外来入侵物种(IAS)加拿大一枝黄花。摄影:刘茂胜(绿会BCON专家)。©绿会融媒
在很多人的印象中,植物看起来很美,但作为生物,它们毫无防御能力,而且很被动。然而,我们身边的许多外来物种(或称“魔鬼植物”)表明,我们永远不应该低估植物,低估它们在我们脚下进行的引人入胜的战斗。
第一批来到英国的外来植物——那些由人类引入其自然分布范围之外的植物——很多都是由维多利亚时代的植物猎人带回的。
几千年来,植物已经适应了它们的环境。因此,我们预计外来植物会在新的地方挣扎。但有些外来植物生存得太好了,对当地植物造成了极大的破坏,以至于你需要获得许可才能种植它们。
喜马拉雅凤仙花 (Himalayan balsam)就是其中的一种。通常情况下,外来入侵植物长得更快更大,因为它们不必与家乡的天敌竞争。这意味着它们可以长得比本地的同类更高,甚至遮蔽其他物种。
喜马拉雅凤仙花产于喜马拉雅山西部,19世纪被植物猎人带到英国,因为他们喜欢它粉红色的花朵(类似兰花)和爆炸性的豆荚,这种豆荚可以将种子抛射到7米高的地方。
这种植物逃出了花园,并沿着英国的河网蔓延,在河岸上形成了密集的大片。喜马拉雅凤仙花还能成功入侵林地。它是英国最高的一年生草本植物,可长到四米高。然而在它的原产地,喜马拉雅凤仙花只长到这个高度的一半。每年夏天,英国的保护主义者都会参加“铲除喜马拉雅凤仙花”活动,试图阻止它的蔓延。
当我们在野外看到植物时,可能不会想到它们下面发生了什么。例如,许多植物都与真菌和细菌建立了关系,这些真菌和细菌可以为它们提供养分,否则它们可能无法获得这些养分。
当外来植物物种来到一个新环境时,土壤群落可能与家乡不同。其中一些植物会通过改变土壤来促进自身生长。
喜马拉雅凤仙花就是通过减少菌根真菌的数量来做到这一点的,菌根真菌是一种能与其他植物在地下和地上形成互利关系的真菌。它改变了土壤中的细菌群落和地面上的部分真菌群落。当喜马拉雅凤仙花在前一年入侵过的土壤中生长时,它会长得更快更大,科学家认为这与真菌和细菌的变化有关。即使清除了喜马拉雅凤仙花,本地植物也往往无法在土壤中生长得很好。
英国魔鬼植物的其他例子包括黑海杜鹃 (Rhododendron ponticum),这是一种来自南欧和西南亚的外来入侵植物,可长到8米高,在林地中生长茂盛,遮蔽了本地植物。黑海杜鹃 (Rhododendron ponticum)寄生着两种致命的病原体Phytophthora ramorum和P. kernoviae,它们会感染英国本土的树木。
虎杖 (Japanese knotweed)是一种来自亚洲的魔鬼植物,它通过克隆自我繁殖,可以从仅重0.3克(约一撮盐的重量)的碎片中重新生长。这种植物对建筑物的破坏力非常大,以至于英国的房主在出售房屋时,被要求在法律文件上声明他们的房产上是否有这种植物的痕迹。
大豕草 (Giant hogweed)原产于亚洲中部,可以长到五米高,每株可结出约20,000粒种子。作为一种防御机制,大豕草会释放有毒汁液。这种汁液会导致严重的皮肤水泡和灼伤,可持续数月甚至数年。
马缨丹(学名:Lantana camara)是马鞭草科马缨丹属的常绿灌木,原产于热带美洲。其显著特征是头状花序,花色丰富多变,同一花序上常有多种颜色,这与花序中不同类型花的开放顺序有关。马缨丹的果实为核果,含有毒性物质,鸟类通常能耐受,但哺乳动物误食则可能引起中毒。这种植物具有很强的适应性和繁殖能力,能够在多种环境下生长,并通过种子和扦插等方式迅速扩散,成为了世界范围内知名的入侵植物之一。这种外来恶性入侵植物,已经被视为世界10种最有害的杂草之一。其生态适应性、化学防御机制以及入侵生物学特性是植物学研究的热点。如今,在一些公园,仍然在使用它们作为园林绿化赏花植物。 ©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(图文无关)
世界各地的魔鬼植物********随着人类周游世界的次数越来越多,他们带来的物种也越来越多。魔鬼植物是地球上各大洲都存在的问题。你甚至可以在南极洲发现外来入侵植物。在欧洲,有超过13,000个非本地(或“外来”)物种,其中约1,500个是会对周围环境造成负面影响的入侵物种。并且多项研究预测,到2050年,欧洲的非本地物种数量将增长64%。这一估计是假定目前的趋势将保持不变。
在17世纪50年代,欧洲殖民者为了获取木材,将松树引入了南部非洲。南非本来就很干旱,但一棵松树的耗水量比本地植物物种多20%。对于某些河流来说,松树入侵上游会使自然水流减少多达45%,这意味着人类和生态系统的用水量会减少。
山葛 (Pueraria montana)是一种来自日本和中国的藤本植物,19世纪引入美国,用于控制土壤侵蚀。它每天可以生长半米,用其匍匐的藤蔓匍匐茎窒息草和其他植物,包括树木,匍匐茎可长达30米。爱丽丝·沃克(Alice Walker)在她的小说《紫色》中写道:“种族主义就像当地匍匐的葛藤,吞噬了整片森林和废弃的房屋”。
荆豆 (Gorse)原产于欧洲大陆和英国,但主要是在19世纪作为一种怀旧的观赏植物和绿篱植物被引入欧洲殖民地国家。这种木质、多刺的灌木在引进地区可以长到七米高,而在本土只有两米半。荆豆会增加智利的火灾风险,降低新西兰树苗的生长速度,并使土壤酸化,阻止加拿大不列颠哥伦比亚省稀有植物的生长。
牧豆树(Prosopis juliflora)在印度和非洲部分地区被称为“魔鬼树”,原产于墨西哥和南美洲部分地区。该树种被引入其原产地以外的地区,用作柴火和牲畜饲料,但很快就能长到12米高。它有大刺,枝条低矮,形成密不透风的灌木丛,占据了牧场和湿地。由于豆荚含糖量高,牲畜吃了大量豆荚后会中毒,牙齿也会脱落。在缺水的干旱地区,介壳虫的根系吸水速度比本地植物物种更快。
由于所有这些不同的原因,外来入侵物种是全球本土物种消失的最大驱动力之一。但根除这些植物是一项艰巨而昂贵的任务。对于许多物种来说,我们能做的最好的办法就是缩小它们的规模,减少它们的扩散。
当然,最有效的策略是首先阻止外来物种的到来。如今,许多在英国野外生长的外来植物都是从园艺贸易中逃逸出来的。因此,在园艺和馈赠礼品时应选择本地植物。
如果想欣赏更多异域风情,植物园是一个绝佳的途径,既能欣赏到植物的非凡多样性,又不会对当地的栖息地造成任何伤害。
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文章来源 | The Conversation
编译 | Samantha审核 | Richard排版 | 绿叶
参考资料略