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《Science》:入侵杂草缘何肆虐?
科学在线 2004-6-2

    自然记录片中不大可能出现壮观的战争场面,但植物们彼此间的争斗却持续不断--它们争夺空间、光线、水分,同时还要与威胁到自身生命或阻碍生长发育的土壤病原体作斗争。如今,这种地下战斗的重要性变得越来越明朗。那些从土壤中的天敌手中逃脱,并且和友好微生物结成同盟的植物会变成富有攻击性的入侵者。

    两年前,加拿大圭尔甫大学的John Klironomos首先提出了这一观点。该观点的依据是温室试验,结果表明,如果移植目的地的土壤中缺少消灭杂草的原产地病原体,入侵杂草就会旺盛生长(科学此刻,2002年5月2日)。

    密苏拉市蒙大拿大学的Ragan Callaway及其同事完成了一项新研究,结果支持了这种理论。研究小组对目前已成为美国西部常见杂草的一种欧洲植物--矢车菊类的Centaurea maculosa进行了研究。首先,他们在灭过菌和未灭菌的欧洲及北美洲土壤中栽种这种植物。Centaurea maculos在不含病原体的北美洲土壤中的长势比在未灭菌的美国土壤中强148%。而其在欧洲土壤中的长势差异更为明显--在无病原体土壤中的长势比在未经处理的土壤中强900%。这表明,土壤病原体对欧洲矢车菊的抑制程度甚至高于其对侵入美国的矢车菊的抑制程度。

    天敌显然起到了作用,对原产地来说,这点尤为确定。当研究人员在法国土壤中栽种矢车菊时,如果以往土壤中栽种过丛生禾草,则它的长势比以往栽种过矢车菊的土壤更好--这可能是由于,禾草土壤中没有积累起那些专门针对矢车菊的病原体。然而,天敌看来并非是答案的全部。蒙大拿州土壤表现出相反的模式:以往生长过矢车菊的土壤比那些曾经生长过禾草的土壤更有利于矢车菊的生长。研究小组在2月19日出版的《自然》杂志上报告了这一结果。他们认为,入侵矢车菊在蒙大拿州不仅躲开了天然病原体,而且还使土壤发生了改变(可能是通过培养出有益的菌根真菌),从而有利于自身的生长。

    荷兰Heteren陆地生态研究中心的Wim Van der Putten指出:"这表明土壤生物在生物入侵中具有双重表现:(入侵生物)逃脱有害生物,以及(得到)有益生物(的帮助)"。他与其他人近日发表了有关黑樱桃的类似发现。Klironomos补充说,下一步重要的是,弄清究竟哪种病原体起到了作用。

原文《How Weeds Go Wild》

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