Цветение бамбука
Цветение бамбука — это природное явление, при котором бамбук в определенном месте цветет и увешан семенами бамбука.
Феномен
[ редактировать ]Жизненный цикл бамбука обычно составляет от 40 до 80 лет, в зависимости от вида. Обычно новые бамбуки вырастают из побегов бамбука у корней. У большинства видов они начинают цвести через нечастые промежутки времени. После цветения цветы дают плоды (в некоторых частях Индии и Китая их называют «бамбуковым рисом»). После этого бамбуковый лес вымирает. Поскольку бамбуковый лес обычно растет из одного бамбука, гибель бамбуков происходит на большой площади.
Многие виды бамбука цветут с очень длительными интервалами, например, 65 или даже 120 лет. Эти таксоны демонстрируют массовое цветение (или стадное цветение), при этом все растения определенной группы цветут в течение нескольких лет. Любое растение, полученное путем клонального размножения из этой группы, также будет цвести независимо от того, было ли оно посажено в другом месте. Самый продолжительный известный интервал массового цветения составляет 130 лет для вида Phyllostachys bambusoides (Sieb. & Zucc.). У этого вида все растения одного и того же подвоя цветут одновременно, независимо от различий в географическом положении или климатических условиях, а затем умирают. Отсутствие влияния окружающей среды на время цветения указывает на наличие в каждой клетке растения своего рода «будильника», сигнализирующего о прекращении вегетативного роста и направлении всей энергии на образование цветов. [1] Этот механизм, а также стоящие за ним эволюционные причины до сих пор остаются загадкой.
Возможные эволюционные причины
[ редактировать ]Одной из гипотез, объясняющих эволюцию этого феномена массового цветения , является гипотеза насыщения хищниками , которая утверждает, что, плодонося одновременно, популяция увеличивает выживаемость своих семян, наводняя территорию фруктами. Поэтому, даже если хищники наедаются досыта, семена все равно останутся. Имея цикл цветения дольше, чем продолжительность жизни хищников-грызунов, бамбук может регулировать популяцию животных, вызывая голод в период между цветением. Таким образом, гибель взрослого клона происходит из-за истощения ресурсов, поскольку для родительских растений было бы эффективнее направить все ресурсы на создание большого семенного урожая, чем сдерживать энергию для собственной регенерации. [2]
Другая гипотеза, называемая гипотезой огненного цикла, утверждает, что периодическое цветение, сопровождаемое гибелью взрослых растений, развилось как механизм, создающий нарушение среды обитания, тем самым предоставляя саженцам пространство для роста. Это утверждает, что мертвые стебли создают большой запас топлива, а также являются большой мишенью для ударов молний, что увеличивает вероятность лесных пожаров. [3] Поскольку бамбук может быть агрессивным как раннее сукцессионное растение, саженцы смогут опередить другие растения и занять пространство, оставленное их родителями.
Однако оба варианта оспаривались по разным причинам. Гипотеза о насыщении хищниками не объясняет, почему цикл цветения в 10 раз длиннее, чем продолжительность жизни местных грызунов, чего не предсказывалось. Гипотезу о цикле пожаров в бамбуке некоторые ученые считают необоснованной; они спорят [4] что пожары возникают только по вине людей, и в Индии не бывает природных пожаров. Это представление считается ошибочным на основании распределения данных о ударах молний в засушливый сезон по всей Индии. Однако еще одним аргументом против этого является отсутствие прецедента того, чтобы какой-либо живой организм использовал что-то столь непредсказуемое, как удары молнии, для увеличения своих шансов на выживание в рамках естественного эволюционного прогресса. [5]
Совсем недавно было предложено математическое объяснение чрезвычайной продолжительности циклов цветения, включающее как стабилизирующий отбор , подразумеваемый гипотезой насыщения хищников и другими, так и тот факт, что растения, которые цветут через более длительные промежутки времени, имеют тенденцию выделять больше семян. [6] [7] Гипотеза утверждает, что интервалы цветения бамбука увеличивались за счет целочисленного умножения. Мутантное растение бамбука, цветущее с интервалом цветения, не кратным целому числу его популяции, выпустит свои семена в одиночку и не сможет воспользоваться преимуществами коллективного цветения (например, защитой от хищников). Однако мутантное растение бамбука, цветущее с интервалом цветения, кратным целому числу его популяции, выпустит свои семена только во время коллективного цветения и выпустит больше семян, чем среднее растение в популяции. Таким образом, он может захватить популяцию, установив интервал цветения, кратный предыдущему интервалу цветения. Гипотеза предсказывает, что наблюдаемые интервалы цветения бамбука должны разлагаться на небольшие простые числа .
Влияние
[ редактировать ]Однако массовое плодоношение имеет и прямые экономические и экологические последствия. Например, разрушительные последствия возникают, когда популяция Melocanna bambusoides цветет и плодоносит раз в 30–35 лет. [8] вокруг Бенгальского залива . Гибель бамбуковых растений после их плодоношения означает, что местные жители теряют строительный материал, а большое увеличение количества плодов бамбука приводит к быстрому увеличению популяций грызунов. По мере увеличения численности грызунов они потребляют всю доступную пищу, включая зерновые поля и запасы продуктов, что иногда приводит к голоду . [9] Эти крысы также могут быть переносчиками опасных заболеваний, таких как тиф , брюшной тиф и бубонная чума , которые могут достигать масштабов эпидемии по мере увеличения численности грызунов. [1] [2] Связь между популяциями крыс и цветением бамбука была исследована в Nova документальном фильме 2009 года «Крысиная атака» .
Внезапная гибель больших площадей бамбука оказывает давление на животных, которые зависят от бамбука как источника пищи, таких как находящаяся под угрозой исчезновения гигантская панда . [10] Также была выдвинута гипотеза, что предки домашних кур адаптировались к этому спорадическому всплеску пищи, агрессивно откладывая яйца, когда происходит распространение цветков и семян. [11]
Цветение дает большое количество семян, обычно подвешенных на концах ветвей. Эти семена дают начало новому поколению растений, которые могут быть идентичны по внешнему виду тем, что предшествовали цветению, или могут давать новые сорта с другими характеристиками, такими как наличие или отсутствие полосатости или другие изменения в окраске стеблей.
Известно, что некоторые виды бамбука никогда не завязывали семена, даже если сообщалось о спорадическом цветении. Bambusa vulgaris , Bambusa balcooa и Dendrocalamus stocksii являются распространенными примерами такого бамбука. [12]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Содерстрем, Томас Р.; Кальдерон, Клеоф Э. (1979). «Комментарий к бамбуку (Poaceae: Bambusoideae)». Биотропика . 11 (3): 161–172. дои : 10.2307/2388036 . JSTOR 2388036 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Янзен, Д.Х. (1976). «Почему бамбук так долго ждет цветения». Ежегодный обзор экологии и систематики . 7 : 347–391. doi : 10.1146/annurev.es.07.110176.002023 .
- ^ Кили, Дж. Э.; Кили, Дж. Э.; У. Дж. Бонд (1999). «Цветение мачты и семелпарность бамбука: гипотеза цикла пожаров в бамбуке». Американский натуралист . 154 (3): 383–391. дои : 10.1086/303243 . ПМИД 10506551 . S2CID 4415795 .
- ^ Саха, С; Саха, С.; Х. Ф. Хау (2001). «Гипотеза бамбукового пожарного цикла: комментарий». Американский натуралист . 158 (6): 659–663. дои : 10.1086/323593 . ПМИД 18707360 . S2CID 27091595 .
- ^ Кили, Дж. Э.; Кили, Дж. Э.; У. Дж. Бонд (2001). «О включении огня в наши представления о природных экосистемах: ответ Саха и Хоу». Американский натуралист . 158 (6): 664–670. дои : 10.1086/323594 . ПМИД 18707361 . S2CID 43004537 .
- ^ Веллер, Карл; Новак, Мартин А.; Дэвис, Чарльз К. (2015). «Увеличенные интервалы цветения бамбука возникли за счет дискретного размножения». Экологические письма . 18 (7): 653–659. дои : 10.1111/ele.12442 . ПМИД 25963600 .
- ^ Циммер, Карл (15 мая 2015 г.). «Бамбуковые математики» . Феномены: Ткацкий станок . Нэшнл Географик. Архивировано из оригинала 30 марта 2016 года.
- ^ «мули бамбук (растение) - Британская энциклопедия» . Britannica.com . Проверено 24 марта 2014 г.
- ^ Беди, Рахул. «Крысиный бум грозит голодом миллионам людей» . Новозеландский Вестник . Проверено 18 ноября 2006 г.
- ^ «Цветение бамбука не приведет к вымиранию панд: эксперт» . Народная газета . Проверено 20 августа 2001 г.
- ^ Кинг, Рик (24 февраля 2009 г.), «Крысиная атака» , Nova и National Geographic Television , заархивировано из оригинала 23 августа 2017 г. , получено 25 августа 2017 г.
- ^ К.К. Ситхалакшми; М.С. Муктеш Кумар; К. Шанкара Пиллаи; Н. Сароджам (1998). Бамбук Индии – Сборник (PDF) . БРИЛЛ. ISBN 9788186247259 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 марта 2016 г. Проверено 23 июля 2016 г.