我们倾向于假设植物来自种子。 然而,正如杰奎琳·奥特 (Jacqueline Ott) 及其同事在一篇新论文中所解释的那样,并非我们看到的所有东西都来自种子,“植物地下芽库的生态学及其意义“。 这篇论文有望对任何研究多年生植物的人有所帮助。
奥特博士在接受 Botany One 采访时表示:“多年生植物利用地上芽,例如叶腋芽,来萌发新枝。在温带地区,植物利用这些地上芽越冬,并在春季重新发芽。植物也可以以类似的方式利用地下芽。地下芽可以让植物在不利的季节(例如冬季)进入休眠状态。然后在环境条件更适宜时,它们会重新生长。此外,当植物受到干扰(例如放牧、火灾或耕作)而受损时,地下芽也可以用于重新发芽。”

芽库可以导致克隆植物。 奥特博士说:“当一种多年生植物利用地下芽长出新茎,而这些新茎最终可以从它们的亲本植物中分离出来并独立运作时,它们就会被认为是克隆植物。 世界各地都存在克隆植物物种。 地下芽使许多植物能够克隆。”
芽库在某些方面就像种子库。 有一些差异。 奥特博士解释说:“类似于土壤种子库,芽可以在土壤中积累和储存不同的时间长度。 然而,芽附着在植物器官(根茎、块茎、根)上,在它们休眠时帮助支撑它们,并在它们长成新茎时帮助提供资源。 植物可能同时拥有种子库和芽库,并在不同情况下或出于不同目的使用它们。”
正是这种与种子库的相似性对生态系统和社区生态学家以及土地管理者来说很重要。 奥特博士说:“芽库会让任何寻求对草本和灌木群落中物种组成或生产力模式的机械理解的人感兴趣。 芽库是驱动产生我们观察到的模式的过程的机制之一。 例如,草地生产力主要受降水驱动,但芽库可能会引入滞后效应,影响这些系统的年净初级生产力。” 出于这个原因,奥特博士认为管理芽库与管理保护植物种子库的问题类似。
正是芽库的生产力使它们如此重要。 奥特博士说:“在一些植物群落中,99% 以上的茎生产可能是由地下芽而不是种子造成的. 它们对于植物的季节性再生以及植物受伤后的重生很重要。 地下芽库在植物对干扰和气候的反应中起着重要作用。 它们还可能参与农业系统中杂草的传播。 如果一个物种在犁切过其含芽器官(根、根茎、块茎)后产生大量芽,那么该物种在农业环境中的数量可能会增加。”
奥特博士补充说,虽然芽库和种子库都产生茎来再生植物,但遗传内容却大不相同。 “种子是基因新颖性的来源,而芽库被认为使用与其父母相同的基因型。 然而,最近的表观遗传学研究可能表明,除了遗传多样性之外,其他因素也会影响植物种群对环境波动做出反应的灵活性。 芽库倾向于反映地上植物物种组成,而种子库通常与地上物种组成几乎没有相似性。 芽休眠可以直接受到亲本植物的影响,而亲本对种子休眠的控制是有限的。 如果地上植物被破坏,两者都具有缓冲种群动态和成为新植被来源的相同潜力。 种子库和芽库都可以随时间传播。”
奥特博士还解释了芽库如何打开种子库无法提供的机会。 “地下芽库使植物种群能够持续存在,而无需严重依赖成功的种子生产和发芽。 从芽中长出的茎有亲本植物的整个支持系统帮助它成功,而种子只依赖于它自己的储备。 通常多个芽通过亲本植物器官连接。 芽库使植物能够作为一个整体运行并对环境因素和干扰做出反应。”
奥特博士说,任何寻找研究问题的人都应该在芽库中找到很多机会。 “关于芽库的数据相对稀缺,最大的芽库数据集集中在中欧的植物区系。 除了研究更多物种的芽库特征外,有必要对芽分类方法进行标准化,以促进研究之间的比较。 需要更多的研究来检查芽库对环境变量和干扰的反应。 维护芽库的生态意义需要在未来的研究中明确测试。”