起死回生热带树蕨重新利用枯叶

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植物生物学家报告说,一种仅在巴拿马发现的树蕨可以使自己死去的叶状体复活,将它们转化为为母体植物提供营养的根部结构。蕨类植物Cyathearojasiana会重新配置这些“僵尸叶子”,逆转水流,将营养物质吸回植物体内。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校植物生物学教授詹姆斯·达林(JamesDalling)说,这种奇怪的现象只有在叶子死亡并下垂到地面后才会发生。他和他的团队在巴拿马森林保护区研究另一种植物时发现了这一现象。达林注意到,叶子牢固地嵌入土壤中,并长出了网状的细根。实验室测试显示,僵尸叶子正在从土壤中吸收氮。

达林说,即使在转化为根之后,枯萎的叶子看起来也像腐烂的植物物质,这可能就是为什么一代又一代的植物生物学家未能注意到它们正在执行维持生命的任务。

“这是一种真正新颖的组织再利用。它与我们所知的其他蕨类植物不同,”他说。

他说,其他植物,包括一些蕨类植物,会发出接触地面的叶子或芽,并发芽来维持新植物的生长。但从未报道过重新配置死亡组织来喂养原始植物。

达林说,C.rojasiana属于古老的树蕨谱系,其历史可以追溯到侏罗纪时期。僵尸叶子很可能是对营养贫乏的火山土壤的适应。

他说:“巴拿马是南北美洲之间的一座陆桥,七百万年前由一个群岛组成,这些岛屿是过去火山活动的结果。”“在我们发现的一个地点,一层几米深的火山灰看起来就像你在沙滩上挖的沙子。那里生长的植物与我们在森林保护区其他地方发现的植物不同。”

植被的零散意味着土壤养分的分布也不均匀。

“因此,树蕨似乎正在伸出触手来采样周围的土壤,”达林说。“与仅在蕨类植物周围发送单个生根结构相比,他们能够以相同数量的根部投入来采样更广泛的营养环境。。我认为这完全取决于他们如何在一个特定的环境中使用资源的经济性。环境参差不齐。”

树蕨也生长得很慢。

“它们可能每年长出一两片叶子,因此每年它们的高度会增加几厘米,”达林说。

这意味着每个叶子都是植物在叶子死亡后重新利用的主要资源投资。生长缓慢也意味着树蕨足够短,当它的叶子死亡时,它们会一直下垂到地面。树木达到最高高度约为两米。

他说,这一发现是“资源贫乏环境中存在的植物适应性异常多样性的另一个例子”。

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