短命植物异喙菊异形果实的两头下注策略

异喙菊(Heteracia szovitsii)是准噶尔荒漠中常见的一种具异形果实的菊科一年生早春短命植物。该文对其同一果序中3种果实的形态结构与扩散特征进行了比较研究,并对其生态学意义进行了探讨。结果表明:1)异喙菊3种果实的形态特征存在明显差异,导致其扩散特性明显不同,避免了同胞子代在生态位上的竞争。其中,中央果具冠毛,成熟后以果实为散布单元借风力扩散到较大范围;外围果与过渡果均无冠毛,分别以果序和果实为单元扩散至母株附近。2)3种果实胚大小的差异导致其幼苗大小和竞争能力不同。外围果与过渡果的胚比中央果的大,萌发后可产生较大和竞争力较强的幼苗。3)与中央果相比,外围果和过渡果果皮颜色较深,所含酚类物质较多,厚度较大且厚壁组织较多,对胚的保护能力强,且种子休眠程度深。4)异形痩果在数量上的差异,分摊了扩散和定居中的风险。数量较多的中央果增加了随机散布的机会,可为其扩大种群开拓更大的范围,而数量较少的外围果和过渡果可有效地减少近距离扩散所造成的同胞子代间竞争。异喙菊异形果实的产生及其生态学行为属于典型的两头下注策略:外围果和过渡果代表了"谨慎"或"低风险"策略,中央果则代表了"冒险"或"高风险"策略。通过这些策略,异喙菊可将其在准噶尔荒漠极端环境中的生存风险进行有效地分摊,以保障其繁衍成功。

异质生境下黑果枸杞异形果实的种子休眠及萌发特性

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)是我国西北干旱区药食同源的国家二级保护植物。在新疆南部自然居群中出现扁形和圆球形果实的两种个体,二者在不同海拔居群出现比例上存在差异。为了了解该物种异形果实的种子在不同海拔居群的萌发特性及其对不同气候类型荒漠环境的响应,对其在不同海拔居群的结籽率和种子质量、休眠、萌发特性及干旱胁迫的响应进行了室内控制性实验的比较研究,以期揭示该物种异形果实对新疆南部不同海拔荒漠环境的响应。结果表明:黑果枸杞扁形果实的结籽率高于圆球形果实;异形果实结籽率随着居群海拔的上升而逐渐降低,种子质量则随海拔的上升而逐渐升高。低海拔居群种子的吸水率比高海拔居群高,扁形果实种子的吸水率高于圆球形果实的种子。高温(20~30℃)、低浓度(0.1 mmol·L^(–1))的赤霉素及全黑暗条件是打破休眠的主要因素。圆球形果实的种子对高浓度30%PEG干旱胁迫的响应能力高于扁形果实的种子;低海拔居群果实的抗旱能力高于高海拔居群。

种子异型性及其生态意义的研究进展

种子异型性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。根据异型种子在植株上的生长位置,种子异型性可划分为地上下结实性和地上种子异型性两类。此现象已在26科129属292种被子植物中报道。异型性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒漠和盐渍土地区等干扰强烈的环境,在菊科和藜科中最为常见,主要出现在一年生植物中。种子异型性在避免密集负效应、减弱同胞子代间的竞争、采取两头下注策略以适应时空异质性环境等方面具有重要的进化生态意义。该文系统总结了国内外种子异型性的研究工作,主要内容包括:1)种子异型性的概念、类型和种类,2)具有异型种子植物的生境和生活型,3)异型种子的生态学特性,4)种子异型性的理论模型,5)种子异型性的生态意义。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望。针对国内外的研究现状,提出两点建议:1)系统调查具有种子异型性现象的植物种类,摸清其生物学特性;2)确定研究种子异型性现象的模式植物,从生态学、生理学和分子生物学等学科角度来研究种子异型性的个体发育机制及分子调控机理。

种子萌发对策:理论与实验

植物种子的萌发 /休眠现象有复杂的原因和机制 ,综述了理论生态学家的研究结果。应用的理论基础是最优化理论和进化稳定对策 ( ESS)理论。当环境条件随机波动 ,种群受非密度依赖因素调节时 ,采用最优化理论的两头下注对策预测休眠一定会得到进化且萌发率与环境条件直接相关。环境条件稳定时采用进化稳定对策理论可得到在亲属竞争 ,种子扩散 ,基因冲突等等因素影响下的进化稳定休眠 /萌发率 ,预测了休眠 /萌发与它们之间的相互关系。以上各种环境条件影响种子萌发行为的方式可以表述为若种子立即萌发会遭遇到不良环境使适合度下降 ,那么就会推迟萌发 ,出现休眠 ,形成土壤种子库。萌发率应使种群适合度最优或具有进化稳定性。一些实验也部分验证了理论预测。

果实(种子)多态性及生态学意义

果实多态性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。多态性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒漠和盐渍土地区等干扰强烈的环境,在菊科和藜科中最为常见,主要出现在一年生植物中。果实多态性在避免密集负效应、减弱同胞子代间的竞争、采取两头下注策略以适应时空异质性环境等方面具有重要的进化生态意义。该文系统总结了国内外果实多态性的研究工作,主要内容包括:1)果实多态性的概念,2)果实多态性物种的科属分类,3)多态果实的形态结构和生态学特性,4)果实多态性的生态意义。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望。

毛穗旱麦草小穗不同位置种子吸水特性与萌发期抗旱性

毛穗旱麦草[Eremopyrum distans(C.Koch)Nevski.]是广泛分布于准噶尔荒漠的禾本科1年生短命植物。本试验对其小穗自基部向上第1、2、3位置(分别定义为第1、2、3组)种子的吸水特性与萌发期抗旱性进行了研究,分析了3个位置种子在2种特性上的差异,探讨了种子位置效应的生态适应意义,主要研究结果:(1)毛穗旱麦草小穗第3组种子的吸水速率显著高于第1、2组种子的吸水速率,据此推断第3组种子比第1、2组种子更易于利用荒漠中的水分进行萌发。(2)第1、2组种子在干旱胁迫下与对照相比萌发率下降幅度较小,而第3组种子在干旱胁迫下与对照相比萌发率下降幅度较大,表明第1、2组种子萌发期抗旱性较强而第3组种子萌发期抗旱性较弱。毛穗旱麦草小穗不同位置种子具有不同的吸水特性和萌发期抗旱性,揭示了一种"两头下注"策略,是种子位置效应的体现,有利于物种在具有高度时空异质性的准噶尔荒漠环境中定居和扩大居群。

异苞滨藜两种异型种子对幼苗生长状况的影响

【目的】研究异型种子对后代生态适应机制的影响。【方法】采用室外仿自然条件培育方法,观察异苞滨藜异型种子萌发物候,以及幼苗早期形态生长特征。【结果】异型种子的萌发物候不同步,异型种子萌生植株子叶存留时间长,且黑色种子萌生幼苗的子叶和褐色种子萌生幼苗的子叶留存时间有差异,褐色种子3月27日萌发,萌生幼苗的子叶持续时间长达39 d;黑色种子4月3日萌发,萌生幼苗的子叶持续30 d;褐色种子萌生幼苗的子叶大小、根长、地上生物量、地下生物量均显著大于黑色种子萌生幼苗(P<0.05);异型种子萌生幼苗在地上、地下生物量分配方面有差异(P<0.05),褐色种子萌生幼苗在子叶期的四次测量中其地上、地下生物量均显著大于黑色种子萌生幼苗,至5月1日最后一次测量,褐色种子萌生幼苗的地上生物量为(2.312±0.183)g,地下生物量为(0.098±0.008)g,黑色种子萌生幼苗的地上生物量为(0.402±0.05)g,地下生物量为(0.043±0.006)g;褐色种子萌生幼苗的根冠比逐渐降低,黑色种子萌生幼苗的根冠比逐渐升高。【结论】源于不同类型种子的幼苗在萌发物候、子叶存留时间、生长特性和根冠比指标参数方面表现出显著差异,这些差异是异苞滨藜长期适应荒漠异质环境而进化产生的生态适应机制,这种生态适应机制是异苞滨藜能够在荒漠异质环境中生存和繁衍的重要保障。

“杠铃策略”的秘密

"杠铃策略"就是两边投资:一边是稳,另一边是搏。实际操作的时候,我们可以在风险、主题、行业等不同角度做杠铃的组合策略。什么是"杠铃策略"所谓杠铃策略,也就是考虑到最好的和最坏的情况,两头下注。用褒义词说是两手准备,贬义词叫脚踩两只船。生活中很多地方都要用到杠铃策略。比如买车,我们花几十万元买辆车,享受生活生活的乐趣。同时也要每年花一二万元买保险,防止意外,万一蹭到豪车可赔不起。享受和安全是驾驶的两端,同样重要。