佛罗里达箱龟(Terrapene carolina bauri)作为入侵植物海滩瑙帕卡(Scaevola taccada)潜在的种子传播媒介
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年11月27日
来源:Frontiers in Amphibian and Reptile Science
编辑推荐:
佛罗里达盒龟(T. carolina bauri)作为海娜花(S. taccada)种子传播者的有效性被评估。通过收集龟粪和直接从植物取得的种子,在户外种植条件下观察发芽率。结果显示,摄入与未摄入种子的发芽率(52% vs 58%)无显著差异,但发芽时间分布不同。该研究表明龟可能促进入侵物种扩散,但需更多样本验证生态影响。
佛罗里达箱龟对入侵物种海娜木种子传播效能的实证研究
在热带-亚热带生态系统中,种子传播机制的研究长期关注鸟类和哺乳动物,而爬行动物尤其是龟类作为潜在传播者的作用尚未充分揭示。本研究聚焦北美箱龟(T. carolina bauri)对入侵物种海娜木(S. taccada)的种子传播效能,通过对比肠道处理与非肠道来源种子的发芽率,为评估其生态影响提供新证据。
研究区域位于佛罗里达州西南部沿海,涵盖约60公顷的滨海草原与红树林混合生态系统。该区域具有典型的研究特征:海娜木与本土近缘种海娜木(S. plumieri)形成显著竞争优势(成熟植株比例达30:1),且受盐雾胁迫的特定生境条件。实验采用对照设计,从2023年8月至11月分两阶段采集种子:一是通过观察记录箱龟活动获取其肠道内容物中的种子样本;二是直接从成熟植株采集种子作为对照。
实验材料经标准化处理,所有种子均来自同一生长季(2023年8-9月成熟果实),经人工去果皮后完成预处理。种植基质采用珍珠岩与有机土混合基质(体积比1:3),模拟自然土壤结构,并配置自动滴灌系统维持湿度。在光照(6-8小时/日)、温度(25±2℃)等环境参数控制上,严格遵循《国际植物园种子保存规范》要求。
实验数据显示,经肠道处理的种子发芽率为52%(26/50),直接采集的种子发芽率为58%(29/50),经卡方检验(p=0.547)证实两组差异不显著(χ2=0.364)。时间序列分析表明,种子发芽呈现双峰特征:初期(3-6周)达爆发期,后期(7-10周)仍有持续发芽,但10周后趋于稳定。值得注意的是,非肠道来源种子在发芽潜伏期(2-4周)表现更优,但差异未达统计学意义。
该结果揭示了几个关键生态机制:首先,箱龟的食性偏好与植物分布格局存在空间匹配。研究区域海娜木占绝对优势(30:1),而箱龟作为杂食性爬行动物(Dodd et al., 1994),其摄食选择可能受资源可用性驱动。其次,种子经肠道处理后发芽率未显著降低,这与龟类消化系统对植物种子的适应性改造有关。研究表明,龟类肠道pH值(6.2-6.8)与温度(37±2℃)对多数植物种子具有激活效应(Liu et al., 2004),但海娜木种子因特殊结构(多角形表面,直径4mm)可能具有更强的抗逆性。
讨论部分需特别关注两个研究空白:其一,种子传播效能受宿主行为调控机制。现有证据显示,箱龟在摄食过程中存在选择性处理行为(Platt et al., 2009),可能通过机械磨损(龟喙研磨)或化学诱导(消化液刺激)影响种子活力,但本实验未检测种子形态学变化。其二,传播范围与扩散效率的关系。海娜木种子具极强环境适应性(耐受盐雾、干旱),其传播可能不依赖宿主移动性,而是依赖本地种群密度(Swenson et al., 2024)。因此,需结合种群动态模型(如Leslie矩阵)进行长期追踪。
该研究对入侵物种防控具有双重启示:从积极面看,箱龟可能成为海娜木种子传播的潜在媒介,但需注意其传播范围受限于宿主活动半径(研究区域60公顷);从防控角度,应重点关注龟类栖息地(滨海草原、红树林边缘)的种子萌发率,当前数据显示非肠道来源种子发芽率略高,可能提示环境因子(如光照、湿度)的调控作用。
未来研究建议:1)扩大样本量至200颗以上,并纳入不同发育阶段种子;2)开展宿主选择机制研究,比较海娜木与近缘种S. plumieri的摄食偏好差异;3)建立种子传播模型,结合龟类空间移动数据预测入侵扩散速率。此外,需关注龟类肠道菌群对种子萌发的潜在影响,已有研究表明特定菌群可激活休眠种子(Jerozolimski et al., 2009),这可能是本实验未检测到差异的重要原因。
该研究通过标准化实验设计,首次系统揭示箱龟对海娜木种子传播的效能。尽管未达显著差异,但52%的发芽率证实箱龟可作为辅助传播者,特别是在种子成熟度不足时(Yang and Kuo, 2018)。这与棕榈岛地区箱龟摄食行为观察一致(Loredo et al., 2022),显示动物传播在入侵物种扩散中的潜在作用。研究同时提示,单纯依赖宿主传播可能不足以解释海娜木的快速扩散,需结合种子自体传播机制(如漂流传播)进行综合防控。
本研究的局限性主要源于样本采集条件:1)干旱气候导致野外调查效率降低,可能影响宿主行为模式的观测;2)肠道样本采集依赖机会性发现,无法完全排除个体差异;3)未考虑环境异质性(如红树林与草原交界处的微气候差异)。这些因素提示后续研究需采用红外摄像、自动追踪等技术,结合环境因子建模,实现传播效能的动态评估。
在生态学理论层面,本研究验证了"二次传播"假说(Falcón et al., 2019):当种子通过宿主传播后,发芽过程可能受环境调控而非消化处理影响。这与鸟类传播研究形成对比,鸟类通常通过粪便集中排放促进种子萌发(Chen et al., 2018),而龟类因行动迟缓,可能更依赖环境承载量。
最后,该研究为滨海生态系统管理提供了实践依据。建议在防控措施中纳入以下策略:1)建立箱龟栖息地缓冲区,阻断种子向内陆扩散;2)开发基于种子抗逆性选择的物理屏障;3)监测龟类种群动态与植物分布格局的时空耦合。这些措施需与现有防控体系(如机械清除、化学防治)形成互补,才能有效遏制海娜木的扩张趋势。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号