槲寄生和其他寄生植物是生态系统工程师

光合作用 – 将阳光,水和二氧化碳转化为糖的能力 – 是植物的定义特征。但是,一些植物谱系已经远离了这种自给自足

光合作用 – 将阳光,水和二氧化碳转化为糖的能力 – 是植物的定义特征。但是,一些植物谱系已经摆脱了这种自给自足的生活方式,并采用了一种植物谱系,他们依靠其他生物为其提供资源。听起来像是一种奇异的生活方式在世界范围内无处不在:寄生植物占所有植物多样性的一到2%,其中292属属分布在不同的生态系统中。

寄生虫的植物

寄生植物的外观和分布非常多样。它们通过一种专门的结构(称为海斯托群岛)的存在而团结起来,使它们可以附着在宿主植物的茎或根上。通过此,他们从主持人那里窃取了资源,包括碳,水和矿物质。 Holoparasites(来自希腊人的Holo – 用于“整体”或“整个”)完全是寄生的,放弃了光合作用,并且完全依靠他们的宿主来生存。因此,这些植物通常甚至都不类似于植物。如果不使用绿色,充满叶绿素的叶子是没有意义的。结果通常是引人注目的和引人注目的。

例如,槲寄生和道奇通常被视为树木和灌木丛中的橙色或深紫色的“团块”。这些植物有效地充当食草动物,可能会伤害甚至杀死宿主。例如,Orobanche和Cuscuta属被视为在美国的入侵物种,数百万美元被漏斗以控制它们,从附着和破坏玉米和豆类等毁灭性作物植物。

库斯库塔。 (学分:Fritz Geller-Grimm / Wikipedia,CC BY-SA 2.5)

但是,大多数类型的寄生植物都试图在两全其美。半寄生虫为“一半”寄生虫(来自希腊半hemi,为“一半”)。当他们捕获自己的二氧化碳时,地下将其附着并寄生其他植物的根源,从而从宿主那里减少了资源。绿叶,肉质组织,有时是艳丽的花朵,半寄生虫在地上看起来“正常”。实际上,美国一些最受欢迎和最知名的植物物种是嗜胃寄生虫,包括Castilleja,通常称为印度画笔,其鲜艳,鲜艳的颜色和刷子般的开花尖峰在沿海平原的山地草地上是一个常见的景象,以及北美各地的内陆草原。Castillejafoliolosa。 (信用:Franz Xaver通过Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)

尽管寄生植物研究的很大一部分曾经专注于控制入侵者,但对半寄生虫的重新研究的重点促进了大量的研究,突显了这些植物在生态系统结构上所具有的积极和强烈的作用。尽管人们可能怀疑寄生虫只会造成伤害,但这远非事实。

寄生植物如何使生态系统受益

与大多数全寄生虫不同,半寄生虫是通才,并寄生了各种各样的宿主物种。因此,在自然界中高度丰富的植物往往比那些较不常见的物种更具寄生,因为简单的事实是,半寄生虫会更频繁地遇到它们。通过不成比例地附着并减少主导物种的生长,半寄生虫从竞争性排斥中释放其他植物,提高了它们在殖民区域或人口中增长的机会。也许是违反直觉的,许多发表的研究表明,将半乳化物的总体增加到整体上增加了一个面积植物多样性。这些社区也更加“平衡”。植物物种没有拥有一个零星实例的单个主导寄主植物,而是存在相对相等的丰度。

几项研究还表明,半寄生虫的影响远远超出了植物营养水平。 Nate Haan及其同事在2018年发表的研究中表明,半乳突castilleja的叶片组织中的化学物质取决于其寄生的宿主植物物种。反过来,半乳形叶子的化学构成间接影响了蝴蝶的适应性结果,蝴蝶的毛毛虫以castilleja组织为食。

除了对植物社区组成的直接影响外,寄生植物还显示出在其生态系统中改变非生物(即物理而不是生物学的)条件。由于寄生植物不断从宿主那里收到材料,因此他们经常会遇到丰富的尴尬,例如钾过量。当它们死亡时,寄生植物垃圾充当天然肥料,使养分更适合相邻植物和其他生物(如土壤细菌)。因此,由于其独特的生理学,半寄生虫会对其生态系统产生不成比例的影响,不仅被认为是基石物种,而且被认为是生态工程师。

长期以来讨论了在生态恢复中使用寄生植物的潜力。在中欧的部分地区,已在被侵入性草的地区种植了半寄生虫,这些草是适合寄生虫的宿主植物。这样的努力将很快阐明出半寄生虫是否可以用作天然生物防治来帮助全球与入侵物种的斗争。

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