桑寄生

首页 » 常识 » 诊断 » 宿主选择与物种分化簇花草泽妈妈美食
TUhjnbcbe - 2024/4/4 17:43:00

簇花草自己不进行任何光合作用,平时以内部寄生组织潜伏寄生于寄主组织内,只在开花的时候破壁而出,形成伞状的一簇,珊珊可爱。

簇花草科原本跟其他很多寄生植物一样被放在大花草科,当代分子系统学研究将其放在了锦葵目,跟产于热带美洲的文定果科(Muntingiaceae)关系最近。簇花草科一共两属:美洲簇花草(Bdallophytum)分布在中美洲雨林,约5种;簇花草(Cytinus)分布在地中海区域和南非,有6到7种。簇花草是营完全寄生植物的多年生根寄生植物,但也有少数能寄生在宿主的茎部。簇花草自己不进行任何光合作用,平时以内部寄生组织潜伏寄生于寄主组织内,只在开花的时候破壁而出,形成伞状的一簇,珊珊可爱,算是寄生植物里面颜值颇高的种类。某些种类的簇花草的幼嫩花芽还被作为芦笋的替代品来食用,在当地民间医药中,也被用来作为通经药。

簇花草的寄生机制被科学家们研究得比较透彻。寄生初期,找到宿主后,簇花草的组织穿透寄主根系最外层的皮层和形成层,深入到中柱的内部。中柱内含有维管束等营养水分输导组织,是簇花草赖以生存的生命源泉。来到目的地后,簇花草的寄生组织细胞开始不断分裂。持续大量的细胞分裂活动会挤压寄主的形成层,使其跟宿主的木质部剥离开来,而寄生细胞在其间的空隙中继续分裂,最终在寄主的形成层跟木质部之间形成一圈完整的寄生桶状结构。在这之后,寄主的形成层会继续活动,在其内又形成新的木质部组织。簇花草的寄生组织又侵入新的木质部跟形成层之间,形成新的寄生桶状结构。簇花草重复以上活动,最终形成像千层糕一样的,一层寄主组织一层寄生组织的多层结构来,使得簇花草可以尽可能多地吸收宿主的营养物质。

一般而言,寄生植物会倾向于扩大自己宿主种类的范围,从而增加自己的存活概率。如果它们过于“挑食”,在找不到合适的宿主的情况下,就很有可能遭遇灭顶之灾。所以寄生植物会尽可能多地尝试寄生在它们所生活的生境下的所有植物上。根寄生植物,如火焰草属(Castilleja),可以寄生在多种不同科的植物上,小鼻花(Rhinanthusminor)可以寄生在18个科约50种不同的宿主上。和根寄生植物相比,茎寄生植物的宿主专一性要强一些,但菟丝子仍然能寄生在数百种植物上。

与此相对应,也有一些寄生植物有着非常强的宿主专一性。如一种产于北美东部的列当科根寄生植物(Epifagusvirginiana),就只能寄生在美国山毛榉(Fagusgrandifolia)上。在茎寄生植物中,桑寄生科的一种油杉寄生(Arceuthobiumminutissimum)只能寄生在一种松树上。

乔松火焰草(Castillejaminiata)和列当科寄生植物。前者可以寄生在多种不同科的植物之上,后者只能寄生在美国山毛榉上。

为何会出现这样的宿主专一化趋势呢?如果寄生植物在其生境中有着大量的宿主可以选择的话,也许它们就有了“挑嘴”的资本了。它们可以选择更有利于自己生长、繁殖的宿主。有研究表明,寄生植物更偏向于选择氮素含量更高的植物,如豆科植物,或是维管组织更容易到达的植物,或是低抵抗力的植物。寄生植物可以根据不同的标准来选择宿主。从空间上来看,寄生植物更喜欢选择同一生境下数量更多的植物,以提高自己的生存可能性。一些寄生植物在合适宿主的化学信号刺激下才会萌发,这对它们在萌发后快速找到宿主展开寄生至关重要。菟丝子在用自己的茎不断游走找寻宿主的时候,也会进行这样的试探动作。通过触碰宿主的茎干,它们会回避自己不喜欢的宿主。如果碰到了合适的宿主,就会紧紧缠绕,然后开始进行穿刺,展开寄生活动。

而在这样的不断选择下,会不会促使一个类群产生新的物种呢?寄生生物正是由于其独特的生活史,使得研究者们猜想它们有着跟其他生物不同的物种形成机制,如宿主选择导致的物种和种群分化。寄生植物在长期的寄生生活中会不断跟宿主进行遗传物质的交换,以方便其在分子层面模拟宿主,降低其排异反应。这一过程也会导致寄生植物对寄主的选择不断专一化,并随着这种专一化的加深,在基因层面和表型上出现差异,产生种群甚至物种的分化。

簇花草可以自交,也可以通过蚂蚁传粉。地中海沿岸的簇花草寄生在半日花科的岩玫瑰属和欧洲半日花属植物上,宿主种类不广,但也不单一,正好成了演化生物学家研究宿主选择与物种及种群分化的好材料。

在年的一项研究中,科学家们就采用地中海西部沿岸的簇花草为研究材料,对这一假说进行了证实。科学家们研究了寄生在10种半日花科宿主上的22个居群,株簇花草个体,采用了DNA分子标记构建系统树,使得我们可以知道这些类群或物种的亲缘关系,并跟它们的宿主相比对。其结果正好显示出选择同一宿主的个体在系统树上聚在了一块儿,也就是说选择同一宿主的个体,在遗传学上和演化历史上都更接近,这也证实了对宿主选择的单一性导致了寄生植物在种群和物种上的分化。

1
查看完整版本: 宿主选择与物种分化簇花草泽妈妈美食