图文详情
入侵植物为啥这么“横”?科学家揭秘虎杖的入侵超能力!
来源:西双版纳热带植物园上传时间:2025-06-18
版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

一种原产东亚的植物——虎杖,漂洋过海到欧洲和北美后,竟成了臭名昭著的“生态杀手”,被列为全球百大入侵物种之一。它凭什么能如此成功?中国科学院西双版纳热带植物园的廖志勇博士联合多国顶尖团队,通过一系列重磅研究,揭开了虎杖的“入侵密码”!

图1 系列研究对象虎杖(Reynoutria japonica)在引入地欧洲的生长情况。图片由合作者Madalin Parepa博士提供。

全球追踪“植物入侵者”:

科学家们像侦探一样,深入虎杖的“老家”(中国、日本)和“入侵地”(欧洲、北美),系统调查了156个野生虎杖种群的生长情况、遇到的“敌人”(天敌),并收集了环境数据和植株样本。他们在版纳植物园建立了全球虎杖“种质圃”,确保研究材料安全可靠。

核心发现:虎杖的“变身”与“超能力”

长得更猛了! 与原产地(尤其中国)的亲戚相比,入侵欧洲和北美的虎杖种群个头(生物量)显著更大,能长成更茂密的“绿墙”,挤占其他植物的生存空间。

生存策略“升级”了! 入侵虎杖不仅长得大,还发展出了全新的“生存策略组合”。它们的叶子更薄(比叶面积变化)、体内的防御物质也变了。科学家认为,这主要是因为:

天敌“消失”了: 在入侵地,老家那些吃虎杖的昆虫和病菌大大减少(天敌逃逸),虎杖不用花太多资源“打架”,可以把能量都用在“长身体”和“开疆拓土”上。

新环境“逼”的: 新的气候、土壤等环境因素也在促使虎杖做出改变,适应得更快更好。

(相关成果发表于Global Ecology and Biogeography)

“分身术”超强! 通过把全球不同来源的虎杖种在环境相同的“同质园”(版纳和上海各一个)里对比,科学家发现:

入侵地(欧、美)的虎杖,其“老家”很可能是日本的种群。

这些来自日本和入侵欧美的虎杖,相比中国老家的虎杖,拥有更强的无性繁殖(克隆)能力——像孙悟空拔毫毛一样,靠根茎就能快速“分身”出一大片,迅速占领地盘。

更厉害的是,入侵欧美的虎杖,其“分身术”的可塑性(适应不同环境的调整能力)比日本老家的还高

结论: 最初被带到欧美的虎杖,本身就带着“超强分身术”的基因(高克隆能力基因型)。到了新环境,这种“分身术”变得更灵活、适应性更强,是它横扫北半球的关键!

(这项研究发表于New Phytologist,并被出版集团重点推介)

图2 虎杖不同来源种群叶片在野外被天敌取食面积(A)和被病菌危害叶片数(B)。图中照片分别为原产地中国种群叶片在野外被天敌取食和被病菌危害情况。

图3 虎杖不同来源种群生长对西双版纳(XTBG)和上海(SH)同质种植园环境的响应范式异同。图中每条细线表示同一种群在不同种植园表现的均值,每条粗线为同一来源不同种群的均值。US:北美洲种群;EU:欧洲;CN:中国;JA:日本

研究意义:

破解入侵机制: 这些研究首次在全球尺度上,清晰揭示了虎杖入侵成功的核心在于关键性状(生长、防御、克隆繁殖)的显著变化及其超强可塑性

管理新思路: 理解了虎杖的“超能力”来源,有助于科学家更有针对性地开发防控策略,比如寻找能抑制其“分身术”的方法。

生态预警: 为预测和防范其他具有类似“超能力”潜质的外来植物提供了科学依据。

总结: 科学家发现,入侵欧美的虎杖比老家亲戚长得更壮、繁殖更快(靠根茎疯狂分身),而且这种“分身术”到了新地盘还能变得更灵活!这种“超能力变身”,加上少了老家天敌的制约,让它成了可怕的“植物入侵霸主”。

作者:廖志勇

新闻来源:

http://xtbg.cas.cn/2022/kywzq/bioinvasion/wqnte/202503/t20250310_7551250.html