当前位置: 主页 > 综合科学 > 农林牧渔

橡树巧用“延迟出叶”策略智取毛毛虫

2026-06-09 14:44 泉水 Nature Ecology & Evolution 阅读 0
核心摘要: 一项发表于《自然·生态与进化》的研究揭示,橡树在遭受毛毛虫严重侵害后,会在次年春季将出叶时间推迟约三天。这一微小的延迟导致刚孵化的毛毛虫因缺乏鲜嫩叶片而大量死亡,使叶片受

橡树巧用“延迟出叶”策略智取毛毛虫

在春天,森林通常随着昆虫孵化而骤然生机勃勃。特别是毛毛虫,它们在嫩叶柔软、营养丰富时破卵而出,这为它们提供了即时的食物来源,使其能立即开始取食。然而,一项发表于《自然·生态与进化》的最新研究揭示,橡树已演化出一种精妙的应对策略:当遭遇毛毛虫种群爆发时,它们会在次年春天调整生长节奏,将出叶时间推迟大约三天。

对于刚孵化的毛毛虫而言,这短短三天的延迟带来了灾难性的后果。它们如期而至,期待一场盛宴,却发现赖以生存的叶片仍紧锁在芽苞之中。由于缺乏食物,许多毛毛虫无法存活。这种延迟策略效果显著:在将叶片生长推迟数天后,橡树使毛毛虫的存活率大幅降低,同时,昆虫取食造成的叶片损伤减少了约55%。

“这种延迟战术对橡树而言,比化学防御(例如叶片中苦涩的单宁酸)更为有效,”该研究的第一作者、德国维尔茨堡大学生物中心的博士后Soumen Mallick博士解释道,“因为树木需要消耗大量能量来增加单宁的产量。”这一发现从根本上改变了我们对森林春季物候启动的传统认知。维尔茨堡大学的研究人员指出,树木在决定出叶时间时,并非仅仅被动地响应天气,还会对生物威胁做出灵活调整。

为了揭示这一行为,研究团队将生态学实地知识与先进的遥感技术相结合。以往研究树木响应需要耗费大量时间对单株树木进行观察。而在这项研究中,科学家们利用欧洲航天局的Sentinel-1雷达卫星,监测了德国北部一片面积达2400平方公里的广阔区域。这些雷达卫星即使在厚云层覆盖下也能探测到森林冠层的细微变化。团队分析了2017年至2021年五年间收集的137500个观测数据,每个数据点代表一个10米×10米的区域,大约相当于一棵树冠的大小。他们总共检查了60个森林样地中的27500个这样的像素点。

2019年提供了特别有价值的洞见,因为该地区爆发了大规模的舞毒蛾虫害。“雷达传感器精确记录了哪些树木被啃食殆尽,以及它们在次年如何反应,”该研究的共同资深作者、德国维尔茨堡大学保护生物学与森林生态学讲席教授Jörg Müller表示。这项研究有助于解释一个长期存在的谜团:在某些年份,森林变绿的速度并不像气温升高所预示的那样快。研究表明,除了天气条件,昆虫压力也能推迟叶片萌发。

这一见解对于生态保护和模型构建至关重要。许多现有的计算机模型主要关注温度等非生物因素,而忽视了植物与昆虫之间的相互作用,因此可能错误判断森林的实际行为。树木正陷入一种平衡博弈:气候变化促使它们提早展叶,而昆虫威胁则鼓励它们推迟生长。这形成了一场持续的进化拉锯战。延迟出叶策略的一个优势在于其临时性和灵活性:树木仅在经历实际虫害后才调整时间,这防止了昆虫对该策略产生永久性适应。该研究的另一位共同资深作者、法国雷恩大学的Andreas Prinzing教授总结道:“这种动态相互作用是森林在不断变化的世界中表现出高度韧性和适应性的一个例证。”未来的实验旨在更精确地理解这些机制。


参考文献: Mallick, S., et al. Tree phenology responds to defoliation pressure from insect herbivory. Nature Ecology & Evolution, 2025; DOI: 10.1038/s41559-025-02686-6
    发表评论