贝母演化出伪装色能否躲过人类滥采
作者:张田勘
据《中国科学报》报道,中国科学院昆明植物研究所高山植物多样性研究组与英国埃克塞特大学的科研人员发现,作为我国传统药用植物川贝的重要来源,梭砂贝母会演化出与环境岩石相同或相似的新的色彩伪装自己,从而躲避人类的采挖活动。相关研究成果日前在线发表于《当代生物学》。
适者生存,不适者淘汰,这是生物演化的基本规则,梭砂贝母也不例外。梭砂贝母是生长在我国西南高山流石滩上的一种贝母属植物,为多年生草本植物。梭砂贝母演化出保护色既可能是生态的原因(如食草动物对梭砂贝母的采食),也可能是环境的原因(如环境污染),还有可能是人为的原因(如人类的采摘)。
昆明植物研究所的研究人员通过研究给出的答案是,人类的采摘是造成梭砂贝母演化出与当地岩石同一颜色的原因,与环境融为一体。根据有几点:一是,经过长期多地观察,研究人员没有发现动物取食梭砂贝母的明显痕迹。而且,由于体内富含生物碱,贝母属植物具有很强的化学防御能力,在一定程度上可以抵御动物取食。这就否定了梭砂贝母变色是因为避免食草动物的采食。
其次,梭砂贝母作为中国传统药用植物川贝的重要来源,其地下鳞茎长期遭到大量采挖,这种采挖行为本身有可能产生强烈的选择压力。这是通过研究来证实的。研究人员采用了专为人类色觉设计的CIELAB色觉模型,发现梭砂贝母的体色在群体之间存在显著差异。利用该模型,研究人员计算了贝母与岩石背景的匹配程度作为衡量伪装程度的指标,并编写了一款名为“找贝母”的网络游戏。在一年多时间里,来自全球的500多名玩家参与了这项实验。结果表明,伪装更好的贝母的确更难被找到,而且拥有三色视觉的人类搜寻目标的速度要比二色视觉的动物更快。
此外,研究团队从当地药商那里获得了过去6年的梭砂贝母采收量,并评估了每个群体单粒贝母鳞茎的干重。结果发现,每获得1000克干燥鳞茎,就意味着采挖超过3000株贝母,这是相当强大的选择压力。计算显示,采集强度越大的地方,贝母伪装越好。这些情况大致可以证明,梭砂贝母演化出与当地环境一样的保护色是因为人类的采摘过多,强度过大。尽管还有一些细节需要弄清,但是,从已经认同的生物演化理论也可以得到证实,这就是生物的拟态学说。
拟态是指一个物种在演化过程中获得与另一种成功物种相似的特征,包括颜色、形状、行为动作等,以混淆另一方(如掠食者)的认知,进而远离或靠近拟态物种。这种现象在动植物和微生物中都比较常见,如昆虫、鱼类、两栖类、植物甚至是真菌等,都会使用拟态。
从自然原理看,梭砂贝母的拟态变化只是一种最基本的拟态,即贝氏拟态,是一个物种拟态模仿另一个成功的物种,显得有毒或者是无食用价值,或者是让其他物种难以发现并捕食,但该拟态并不会阻击或打击捕猎者。所以,这样的拟态很难阻止人们的采集。
显然,梭砂贝母把自己伪装成环境的颜色,只能是向人类呼吁:“行行好,别再采集我了,否则,我就会在自然中消失!”严格执行《中华人民共和国野生植物保护条例》,保护野生的梭砂贝母迫在眉睫。一个权宜之计是,如果确需采集梭砂贝母用做中药材,可以通过人工种植来替代。(张田勘)
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