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  • 發布時間:2023-09-20 14:25 原文鏈接: 武漢植物園揭示種子持久性與累積出苗率不存在權衡

      土壤種子庫對于延續種群和維持群落結構具有重要意義。就種子群體而言,種子存活時間越長,越利于其在時間上分散風險,增加遺傳多樣性;同時,種子暴露于土壤種子庫中的時間越長,面臨老化、捕食、感染的風險越大,活力下降的風險增加,出苗能力可能減弱。因此,對于種子而言,是選擇長久存活于土壤中還是選擇合適的時機果斷出苗,是值得考慮的問題。

      種子傳播后進入土壤種子庫,通常面臨三種選擇——存活、死去(因為老化、捕食、感染等原因)或者出苗。就種子群體而言,種子在土壤種子庫中存留時間越長,種子因老化、捕食、感染等因素喪失生活力的可能性越大,能夠保持活力并最終出苗的種子數越少。換言之,種子的持久性與其累積出苗率可能存在權衡。然而,無論是種子的持久性還是其最終出苗率,均不同程度地受到其他繁殖更新性狀的影響。例如,休眠會延遲種子萌發,一定程度上利于種子在土壤種子庫中持續存留,而物理休眠的種子通常比不休眠種子具有更長的壽命。種子大小在許多生態學過程中具有關鍵作用。相比大種子,小種子往往壽命更長,但出苗能力較差。同樣,植物的生活史和繁殖頻率可能在一定程度上影響種子的持久性與出苗。盡管已有較多關于植物更新策略對種子持久性和出苗率影響的研究,但多數研究局限于相對較小的分類尺度或者時間尺度。雖然基于多源數據的整合分析為在大尺度上研究這一問題提供了強有力的工具,但這類研究通常只是將種子持久性簡單地劃分為短暫與持久,忽略了種子持久性本身是個連續變量的本質。

      綜上,本研究在半自然條件下,通過對349個物種長達42年的盆栽試驗,統計了多年累計出苗率,量化了種子持久性,并應用貝葉斯系統發育混合模型,對以下假設進行檢驗:種子持久性與累計出苗率存在權衡關系;與具有非休眠種子、多年生和多次繁殖物種相比,具有休眠種子、一年生和單次繁殖物種的種子具有更長的持久性和更低的出苗率;相比于小種子,大種子持久性更短但出苗率更高,種子大小影響種子持久性與出苗率的權衡關系。

      研究發現,種子持久性與累積出苗率沒有權衡關系。相比于非休眠種子,物理休眠的種子具有更長的持久性和更低的出苗率。單次繁殖的植物比多次繁殖的植物具有更高的持久性和出苗率。種子大小對種子持久性只具有輕微的影響,但大種子的出苗率幾乎是小種子的兩倍。持久性和出苗率之間不存在相關性,或歸因于植物繁殖更新策略的復雜性。對于就地保護而言,持久性短、出苗率低的物種顯然更易受到影響,需要進一步關注。

      相關研究成果以A long-term experiment reveals no trade-off between seed persistence and seedling emergence為題,發表在《新植物學家》(New Phytologist)上。美國肯塔基大學的科研人員參與研究。

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