開花植物有許多種開花模式,有些植物每年都會(huì)開花一次,而有一些植物一生只開花一次,開花結(jié)果就意味著生命結(jié)束。
竹子,這種獨(dú)特的禾本科植物,它們通常一生只開一次花,但是它們的開花周期通常都非常長。
日本黑竹是開花周期最長的竹子之一,它們的開花周期達(dá)到了120年,但有趣的是,有研究跟蹤發(fā)現(xiàn),這種竹子竟然無法通過開花來繁殖后代,它們開花之后就齊刷刷的枯死,種子無法發(fā)育成幼苗,這意味著它們要讓出原本屬于自己的土地。
日本黑竹是什么品種?
日本大約有170萬公頃的土地生長著竹子,但主要由三種竹子組成,其中一種就是黑竹,這是日本最常見的竹子之一。
這種竹子的竹稈是黑色的,與其它鮮綠色的竹子形成對(duì)比,它們也因?yàn)檫@個(gè)特征深受人們的喜愛,被移栽到世界各地作為觀賞性植物。
現(xiàn)在歐洲很多國家的黑竹都是來自日本,但實(shí)際上這種竹子起源于中國湖南省,在中國它叫紫竹。
日本黑竹大約是在9世紀(jì)的時(shí)候由中國傳入,它的拉丁學(xué)名是Phyllostachys nigra var. henonis,在植物學(xué)名中“var. ”指的是某個(gè)物種的變種。
所以,實(shí)際上享譽(yù)世界的是日本黑竹,只是中國紫竹的一個(gè)變種而已。
另外,日本黑竹120年的開花周期,這個(gè)數(shù)據(jù)其實(shí)是現(xiàn)代科學(xué)家根據(jù)日本9世紀(jì)以來人們的記載推算出來的,而它們上一次開花發(fā)生在1908年。
竹子會(huì)一起開花一起死亡,這種情況看似很特殊,但其實(shí)竹子是禾本科植物,它和我們熟悉的水稻、小麥類似,也是草本植物,一次性開花結(jié)果就是草本植物的典型特征。
其實(shí)這種特征在自然界非常普遍,它被稱為 “諾曼底海灘繁殖策略”,不僅是植物,很多動(dòng)物也喜歡采用這種策略。
我們熟悉的蟬、蜉蝣等各種各樣的昆蟲,還有鮭魚等海洋魚群都是這種策略的受益者,
它們通過這種方式來壓到捕食者,從而提高每個(gè)個(gè)體的存活率。
從數(shù)學(xué)上來說,這種策略就是實(shí)實(shí)在在提高了每個(gè)個(gè)體的存活率,因?yàn)殡S著同時(shí)出現(xiàn)個(gè)體的增加,每個(gè)個(gè)體被吃掉的概率都是在下降的。
日本黑竹開花不產(chǎn)生可育種子
理論上,全世界同一種竹子都會(huì)在同一時(shí)段開花,無論它何時(shí)長成,這是竹子的特性,但是實(shí)際開花的時(shí)候并不會(huì)這樣。
竹子會(huì)因?yàn)樯L條件和環(huán)境,或者其它的一些原因?qū)е卤舜碎_花不太同步,特別是生長在不同地區(qū)的同一種竹子,它們開花的時(shí)間差甚至可以以年為單位。
日本黑竹就是這樣的,第一批早花的日本黑竹在2020年就開花了——它們來自廣島的一個(gè)竹林的一部分竹子。
由于人們對(duì)日本黑竹開花情況知之甚少,所以這次開花引起了科學(xué)家的關(guān)注,他們開始跟蹤觀察。
來自廣島大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì),對(duì)這片的竹子進(jìn)行了標(biāo)記,從2020年到2023年,他們標(biāo)記的竹子中有83%都開花了,但是沒有一棵結(jié)出可育的種子,竹林中也沒有發(fā)現(xiàn)一株由種子發(fā)育而來的幼苗[1]。
它們總共記錄了334棵竹子,其中149棵在2020年開花,并在2022年全部死亡,在此期間,他們總共發(fā)現(xiàn)了19棵新竹,但全部都是通過無性生殖來的——也就是出筍而來,沒有一棵是通過種子發(fā)育來的。
2022年6月,該竹林的黑竹再次開花,這19棵新竹和竹林里的110棵老竹一起開花,并在同年全部死亡。
在第二次開花事件中,竹林中有49棵竹子并沒有開花,但是它們也在2022年末的時(shí)候跟隨開花的竹子一起死亡了。
△ 廣島黑竹2020年和2022年開花和死亡率,來源:參考1
所以,這片竹林截止2022年所有竹子全部死亡,到了2023年6月,該團(tuán)隊(duì)發(fā)表了他們的論文,而在此期間,沒有發(fā)現(xiàn)一棵新竹子,整片竹林被草地吞沒。
總得來說,日本黑竹通過開花進(jìn)行有性生殖的方式失敗了,而且完全讓出了原本屬于它們的土地。
值得一提的是,目前尚不清楚它們?yōu)槭裁从行陨呈。膊磺宄鼈儗?huì)如何恢復(fù),因?yàn)橐郧暗目茖W(xué)家并沒有詳細(xì)進(jìn)行記載。
竹子開花帶來的生態(tài)危機(jī)
在中國有“竹子開花,必有大災(zāi)”的說法,這個(gè)說法是有科學(xué)依據(jù)的,一方面是由于竹子開花后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)帶來海量的、可食用的竹子種子。
竹子種子被稱為竹米,人其實(shí)也是可以吃的,當(dāng)然更容易吃到竹米的是老鼠,竹子開花通常會(huì)爆發(fā)鼠災(zāi),因?yàn)槭澄锪康脑黾樱鲜髷?shù)量會(huì)快速增長。
另一方面,竹子開花并死亡之后,重新建立竹林需要很長時(shí)間,如果這些竹子是該地區(qū)的優(yōu)勢種的話,那么就意味著嚴(yán)峻的生態(tài)挑戰(zhàn)。
許多生物依托竹林生長繁殖,這些生物會(huì)在竹子的再生期受到重創(chuàng),并引發(fā)連鎖反應(yīng),甚至最終影響到我們農(nóng)作物的收成。
竹林在防止水土流失和山體滑坡方面起到至關(guān)重要的作用,如果竹子的再生期足夠長,那么會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
由于竹子的開花周期通常很長,并沒有太多研究能夠長期跟蹤記錄,所以實(shí)際上我們現(xiàn)在對(duì)竹子的再生知之甚少,日本黑竹這種有性生殖失敗可能并不是個(gè)例。
不過,日本黑竹它并不會(huì)就此消失,它們已經(jīng)在日本生長了1000多年就是證據(jù),或許它會(huì)通過某種無性生殖的方式再次回歸,只是目前人知道,它們需要多長時(shí)間才能重新建立自己的種群。
根據(jù)推算,日本黑竹下一次大規(guī)模開花會(huì)發(fā)生在2028年,屆時(shí)可能所有的黑竹都會(huì)死亡,考慮這到是日本三種優(yōu)勢竹子物種之一,這將會(huì)是嚴(yán)峻的生態(tài)挑戰(zhàn),目前日本的科學(xué)家正在尋找解決對(duì)策。
參考:
- [1].https://doi.org/10.1371/journal.pone.0287114
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