大多数澳大利亚灌木都有“沉睡的种子”,种子休眠类型可能受降雨季节性影响
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大多数澳大利亚灌木都有“沉睡的种子”,种子休眠类型可能受降雨季节性影响

你有没有发现让一些种子发芽很棘手? 您可能想知道问题出在水、温度、土壤还是种子本身?

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种子很聪明。 由于进化和分子过程的奇迹,种子旨在在正确的时间和正确的地方发芽。 然而,尽管环境条件有利,但有些种子仍可休眠数年而不发芽。 生产休眠种子对植物来说可能成本很高,但在不稳定、受干扰的生境中,发芽线索可能过于不稳定,这是一种很好的生存策略。

博士 贾斯汀科莱特黄马克 来自新南威尔士大学 调查了澳大利亚温带近 4,000 种灌木的三个种子休眠类别与不同环境条件之间的关系. 这是第一项表明大多数灌木在澳大利亚产生休眠种子的大规模研究。 温度和降雨的季节性似乎可以解释不同种子休眠类型的分布。 Ooi 研究小组的目标是更好地了解种子生态学和 改善计划烧毁的保护成果。

种子休眠有五种主要类型。 它可以是生理的(水可以进入种子,但化学变化会引发发芽)、物理的(水不能进入种子)、形态的(发育不全的胚胎延迟发芽)、形态生理的或生理和物理的结合。

具有不同种子休眠类别的澳大利亚多年生灌木示例。 从右上角: 山龙眼 (非休眠,受到威胁), 达尔文菌 (物理休眠,受到威胁), 隐藻 (物理休眠,不受威胁)和 外果皮 (形态生理休眠,不受威胁)。 资料来源: 天鹅座/​​让和弗雷德/约翰坦恩 (维基共享资源)

Colette 和 Ooi 从 澳大利亚虚拟植物标本馆 并将他们的研究限制在澳大利亚的温带地区。 休眠分类是基于澳大利亚植物园以前的研究出版物和发芽试验。 研究人员检查了每个物种的保护状况,并根据气候因素(例如,降雨量、温度、季节性)、灌木丛发生、休眠,科学家们测试了 3990 个属的 281 个物种休眠的驱动因素。

澳大利亚 4,000 种灌木中的大多数会产生休眠种子。 来源: 科莱特和 Ooi,2021 年

大多数灌木物种 (79.4%) 在澳大利亚各地产生休眠种子,总体而言,较凉爽地区更有可能休眠。 降雨季节性可以解释具有生理和物理休眠的灌木的分布。

生理休眠在非季节性降雨地区更为普遍,而物理休眠可能在季节性降雨频繁的地区发生。 据说生理休眠是最常见的休眠类型,在火灾多发的栖息地,打破这种类型的休眠需要温度和与火灾相关的(例如烟雾)线索。

澳大利亚灌木中两种最常见的种子休眠类型是物理 (PY) 和生理 (PD),而形态生理 (MPD) 类型不太常见。 来源: 科莱特和 Ooi,2021 年

受威胁物种更有可能产生休眠种子,尤其是生理休眠种子,并且发生在非季节性降雨环境中。 这些发现表明,生理上处于休眠状态的物种在季节性降雨的易发生火灾的地区处于劣势(更受威胁)。

Collette 和 Ooi 写道:“对于 PD [生理休眠] 物种持续存在的非季节性降雨气候的适用性降低的一个可能解释是延迟出现,”Collette 和 Ooi 写道。

“如果发芽的季节性义务与火灾的季节性时间不匹配,发芽和幼苗出苗可能会延迟长达一年。 对于其他类型的休眠,没有季节性温度义务,只要有降雨,火灾后可以立即发芽。”

这项大规模研究发现了澳大利亚灌木种子休眠类型和环境条件之间的一些模式。 虽然生态学家在研究植物群落及其功能时通常关注种子的大小、形状和质量,但在这里,Collette 和 Ooi 强调未来需要更多关注种子萌发特性。

“了解所有休眠类如何与环境相互作用是预测气候变化结果并为火灾管理人员提供实现积极管理成果的最佳机会的第一步。”

研究文章

Collette, JC, Ooi, MKJ, 2021。种子休眠等级在易燃大陆上的分布:降雨季节性和温度的影响。 Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcaa203

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作者

Juniper Kiss

Juniper Kiss 是一位环游世界的植物科学家和数据爱好者,也是 Botany One 的客座编辑和前撰稿人,她喜欢美丽的地块、数字化解决方案、与土地所有者合作、荆棘和香蕉。

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