热带蚁栖植物个体发育中蚁防御与叶片功能性状的互作机制及其对食草作用和波动不对称性的影响

本研究揭示了热带蚁栖植物Cordia alliodora个体发育过程中叶片功能性状从获取型向保守型策略的转变规律，阐明了蚁防御（ant defense）与叶片经济谱（LES）特征的协同演化关系，发现成熟植株虽具有保守型性状却表现出更高的食草损伤和波动不对称性（FA），为理解植物防御投资的生命史权衡提供了新视角。

　　

Highlight

我们的研究结果表明，C. alliodora个体发育阶段的叶片功能性状差异符合叶片经济谱（Leaf Economic Spectrum, LES）理论，从幼树的获取型策略转变为成熟树的保守型策略。尽管保守型性状（如较低的比叶面积SLA和叶片含水量LWC，较高的叶片干物质含量LDMC）通常与抗食草防御相关，但成熟树却表现出更高的食草损伤水平和波动不对称性（Fluctuating Asymmetry, FA）。这种现象可能源于成熟树将更多资源分配给繁殖而非蚁防御（ant defense），而幼树则通过维持更高密度的工蚁（worker ants）群体来获得更强的保护。

Discussion

研究揭示了C. alliodora个体发育过程中涉及植物生活史多个方面的显著差异，这些差异最终影响了食草作用水平。叶片功能性状符合叶片经济谱的预测，反映了从获取型到保守型策略的发育转变，这可能是繁殖投资代价的结果。出乎意料的是，保守型性状与食草作用无关，因为C. alliodora通过蚁共生（myrmecophily）这种间接防御机制来应对食草压力。幼树通过维持高密度蚂蚁群体获得更强保护，而成熟树则因资源分配给繁殖导致防御减弱。波动不对称性作为可靠的植物应激生物标志物，在幼树和成熟树中均与食草作用呈正相关。

Conclusions

本研究证实了植物个体发育过程中防御投资的权衡关系：幼树优先投资蚁防御（通过更高密度的domatia和工蚁），而成熟树则转向繁殖投资。这种生命史策略的转变导致成熟树尽管具有保守型叶片性状，却承受更高的食草压力。研究强调了将蚁栖共生（myrmecophytic interactions）纳入植物防御理论框架的重要性，并为波动不对称性作为环境应激指标的有效性提供了实证支持。