◎本報記者 趙漢斌

在地球生命演化的長卷中，植物的擴散策略始終是塑造陸地生態系統的隱形推手。風媒傳播，這一借助氣流實現種子遠行的策略，不僅關乎物種的生存疆域，更是環境劇變下的適應性機制。

距今約3390萬年至2780萬年的早漸新世，是“冷室氣候”的起點。這一時期植物種子和果實的主要擴散方式是什么？歐亞大陸東部和西部生態系統是否展現出相似擴散特征？相關問題一直是研究人員追蹤的熱點。

為回答這兩個科學問題，中國科學院西雙版納熱帶植物園（以下簡稱“版納植物園”）古生態研究組研究人員，近期對歐亞大陸14個早漸新世化石點的植物類群進行了統計分析，并揭示了早漸新世捷克和中國風傳種子與果實的擴散機制及其古生態意義。日前，國際期刊《古地理學、古氣候學、古生態學》發表了相關研究論文。

古化石暗藏植物繁衍密碼

近年來，版納植物園古生態研究組研究人員在云南省楚雄市呂合鎮發現大量保存完好、物種豐富的植物化石。形成于早漸新世及其相近時期的捷克昆德拉蒂察化石點，與云南呂合化石點并列為歐亞大陸東西部植物擴散機制研究的典型代表。

“種子和果實的擴散是維持生態系統結構與功能的關鍵過程，對大部分植物而言，這是其生命周期中唯一能夠實現個體遷移的階段。”論文第一作者兼通訊作者、版納植物園古生態研究組助理研究員吳夢曉介紹，與動物傳播相比，依靠風力傳播的植物，更容易受到氣候變化的影響。動物活動會將種子或果實運送到更適宜動植物生活的地方，屬于定向傳播；而風媒傳播的植物更多地“聽天由命”，受氣候、地形等因素的制約更強。

為了揭開早漸新世植物擴散策略的神秘面紗，研究團隊對歐亞大陸14個早漸新世化石點的植物類群進行了統計分析，其中，中國云南呂合和捷克昆德拉蒂察化石點具有較高的種子和果實多樣性，能夠代表早漸新世歐亞大陸種子和果實的傳播方式。

“結果顯示，風力傳播是兩個化石點最主要的種子和果實傳播方式。”參與此項研究的德國森肯伯格自然研究會德累斯頓自然歷史收藏館的盧茨·庫茲曼博士說。

研究人員發現，槭屬、梣屬和鵝耳櫪屬種子在下落時會繞果實長軸旋轉，這種自旋結構能顯著延長風力傳播距離，是種子和果實最主要的空氣動力學適應類型；而臭椿屬等種子則采用更復雜的旋轉模式——同時繞長軸和種子端旋轉，進一步優化了飛行穩定性。兩個化石點中，大部分風力傳播的植物類群為現代落葉闊葉林的常見物種，且風媒傳播植物的比例與中國現代同緯度地區高度接近。

應對環境壓力策略趨同

從進化角度來看，早漸新世氣候驟冷，曾引發歐亞大陸植被從亞熱帶常綠闊葉林向溫帶落葉混交林的劇變。而這對種子和果實的擴散來說，無疑是一場嚴峻的“大考”。

這一時期，植物如何通過擴散策略應對環境壓力？

亞熱帶常綠闊葉林在寒冷的沖擊下逐漸退縮，溫帶落葉混交林開始嶄露頭角。在這場植被的“權力交接”中，風媒傳播植物憑借其獨特的擴散策略，成功在新環境中占據了一席之地。它們的種子如同一個個微小的“傘兵”，借助風力，跨越山川河流，尋找適宜的棲息地。

相比之下，靠動物傳播種子的植物由于依賴動物活動，在氣候劇變導致動物群落結構發生變化時，其種子傳播受到了極大限制。這也解釋了為何大多數依靠動物傳播種子的類群僅以葉化石的形式保存下來。

“通過研究，我們在種子和果實擴散這一重要的生態過程維度上，證實了歐亞大陸東西部早漸新世植物群的相似性。”吳夢曉說，盡管兩地相隔甚遠，但在面對相同的氣候挑戰時，植物卻選擇了相似的擴散策略，這也從側面反映了自然選擇的強大力量。在全球氣候變化的大背景下，此項研究為人們理解生態系統的演變提供了新視角，同時對人們了解植物在過去如何應對環境變化、預測未來生態系統的演變具有重要參考價值。

來源: 科技日報