開花植物有許多種開花模式,有些植物每年都會開花一次,而有一些植物一生只開花一次,開花結果就意味著生命結束。
竹子,這種獨特的禾本科植物,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,它們的開花周期達到了120年,但有趣的是,有研究跟蹤發現,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比,它們也因為這個特征深受人們的喜愛,被移栽到世界各地作為觀賞性植物。
現在歐洲很多國家的黑竹都是來自日本,但實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世紀的時候由中國傳入,它的拉丁學名是Phyllostachys nigra var. henonis,在植物學名中“var. ”指的是某個物種的變種。
所以,實際上享譽世界的是日本黑竹,只是中國紫竹的一個變種而已。
另外,日本黑竹120年的開花周期,這個數據其實是現代科學家根據日本9世紀以來人們的記載推算出來的,而它們上一次開花發生在1908年。
竹子會一起開花一起死亡,這種情況看似很特殊,但其實竹子是禾本科植物,它和我們熟悉的水稻、小麥類似,也是草本植物,一次性開花結果就是草本植物的典型特征。
其實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,從而提高每個個體的存活率。
從數學上來說,這種策略就是實實在在提高了每個個體的存活率,因為隨著同時出現個體的增加,每個個體被吃掉的概率都是在下降的。
日本黑竹開花不產生可育種子
理論上,全世界同一種竹子都會在同一時段開花,無論它何時長成,這是竹子的特性,但是實際開花的時候并不會這樣。
竹子會因為生長條件和環境,或者其它的一些原因導致彼此開花不太同步,特別是生長在不同地區的同一種竹子,它們開花的時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竹林的一部分竹子。
由于人們對日本黑竹開花情況知之甚少,所以這次開花引起了科學家的關注,他們開始跟蹤觀察。
來自廣島大學的科研團隊,對這片的竹子進行了標記,從2020年到2023年,他們標記的竹子中有83%都開花了,但是沒有一棵結出可育的種子,竹林中也沒有發現一株由種子發育而來的幼苗[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,他們總共發現了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,該團隊發表了他們的論文,而在此期間,沒有發現一棵新竹子,整片竹林被草地吞沒。
總得來說,日本黑竹通過開花進行有性生殖的方式或者說傳播種子失敗了,而且完全讓出了原本屬于它們的土地。
值得一提的是,目前尚不清楚它們為什么有性生殖會失敗,也不清楚它們將會如何恢復,因為以前的科學家并沒有詳細進行記載。
竹子開花帶來的生態危機
在中國有“竹子開花,必有大災”的說法,這個說法是有科學依據的,一方面是由于竹子開花后會在短時間內帶來海量的、可食用的竹子種子。
竹子種子被稱為竹米,人其實也是可以吃的,當然更容易吃到竹米的是老鼠,竹子開花通常會爆發鼠災,因為食物量的增加,老鼠數量會快速增長。
另一方面,竹子開花并死亡之后,重新建立竹林需要很長時間,如果這些竹子是該地區的優勢種的話,那么就意味著嚴峻的生態挑戰。
許多生物依托竹林生長繁殖,這些生物會在竹子的再生期受到重創,并引發連鎖反應,甚至最終影響到我們農作物的收成。
竹林在防止水土流失和山體滑坡方面起到至關重要的作用,如果竹子的再生期足夠長,那么會對環境造成嚴重影響。
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,所以實際上我們現在對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例。
不過,日本黑竹它并不會就此消失,它們已經在日本生長了1000多年就是證據,或許它會通過某種無性生殖的方式再次回歸,只是目前人知道,它們需要多長時間才能重新建立自己的種群。
根據推算,日本黑竹下一次大規模開花會發生在2028年,屆時可能所有的黑竹都會死亡,考慮這到是日本三種優勢竹子物種之一,這將會是嚴峻的生態挑戰,目前日本的科學家正在尋找解決對策。
參考:
[1].https://doi.org/10.1371/journal.pone.0287114
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