作者:晋楠 来源:中国科学报 发布时间:2018/8/20 10:47:01
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入侵性真菌不会吞噬夏威夷标志性树种铁心木

 

铁心木顽强的生命力使其足以在新熔岩上茁壮成长,但它们却会被入侵性真菌破坏。图片来源:ISTOCK.COM/PHOTO75

开红色花朵的美国夏威夷铁心木的生命力极为顽强,它们可以在新形成的熔岩流上生存下来,但近年来,这种当地标志性的树种似乎劫数难逃。4年前,一种入侵性真菌开始导致夏威夷岛的铁心木死亡;现在,枯萎病已经蔓延了800平方公里。情况在今年5月变得更加糟糕,附近考艾岛上濒临死亡的树木被检测到该真菌呈现阳性,进一步加剧了“铁心木迅速死亡”(ROD)可能会在该州肆虐的恐慌。

但7月底于欧胡岛(夏威夷群岛主岛)举行的一次会议表明,情况开始变得明朗。空中调查以及地面和实验室研究均表明,一些铁心木会生存下来。“杀手”真菌最终被证明是两种“远亲”物种,其中一种对铁心木的致死率较低,且一些树木对两种真菌具有天然的抗性。而隔离动物等管理实践似乎也可以减缓这些真菌的传播。“我们不会看到铁心木灭绝。”希洛市美国林务局太平洋西南研究站协调ROD研究的Flint Hughes说,“随着对情况了解得越来越多,我们的管理工具在改善,我们逐渐掌握这些真菌的潜在弱点以及铁心木的优势。”

在日前于火奴鲁鲁举行的夏威夷生物保护会议年会上,希洛市美国农业部农业研究服务部门植物病理学家Lisa Keith描述了两种铁心木“杀手”真菌的主要差异:Ceratocystis lukuohia会通过堵塞铁心木的循环系统使其在数周内死亡;而C. huliohia则会导致树木创口溃烂,但其致命性似乎较弱。相关真菌会导致甘薯和菠萝腐烂,并会影响可可、芒果树和其他植物。Keith的基因组学研究表明,铁心木更致命的敌人来自南美洲,而影响考艾岛铁心木的致命性较弱的真菌可能来自亚洲或澳大利亚。

Keith和同事使夏威夷岛上的5种铁心木树种均感染了这两种真菌,他们发现一些树种的抵抗力更强。她说,这些树种的反应“绝对有所差异”,其中一些树在感染相关真菌1年半后仍然活着,即便是感染了更加致命的真菌后也是如此。

空中无人机调查确定了这些实验室发现。在过去几年里,夏威夷大学希洛分校的Ryan Perroy和Timo Sullivan用机载相机巡视了岛上4片40公顷的林地。真菌病的进展通过无人机成像很容易跟踪:被感染的树木会变为暗红色,在死后则会变为银灰色。Sullivan在会上报告称,在其中的两片林地,ROD的蔓延速度明显放缓了,被感染树木的数量在30%~40%之间徘徊,而一开始真菌病爆发后感染率接近100%。

大一些的树木似乎最容易受到影响,这可能是因为它们更容易受到伤害,而且更容易成为通过风传播的携带病原体的锯末和灰尘的“靶子”。此外,Sullivan说,“篱笆似乎可以起到一定作用”,在有围栏的地方,存活的树木更多。因为真菌似乎只会侵袭“受伤”的树木,比如那些被动物擦伤、啃咬或是根部裸露的树木,而篱笆内的树木则不易受伤。

加州帕洛阿尔托卡内基科学研究所生态学家Gregory Asner在夏威夷岛空中调查中也观察到同样的模式。他用对铁心木叶片水分、糖分和防御性化学物质等变化极为敏感的机载分光仪观察到早期枯萎迹象。Asner说,通过把这些数据和地面地图数据相匹配,显示出“野生动物扩散这些真菌方面的一些强有力证据”,它们也会通过让树木受到创伤使其更容易被感染。家畜会对树木造成伤害。地面研究提供了进一步支持:Hughes团队在夏威夷岛设置了200个0.1公顷的样地,有的设置了篱笆,有的则没有,他们发现受到保护的树木更健康。“知道篱笆能够起到积极效应让人非常兴奋。”他说。

具有讽刺意味的是,夏威夷的另一个标志——基拉韦厄火山可能会帮助铁心木。真菌在夏威夷岛浦那区造成的破坏最为严重。这个地方的一个巨大裂缝恰巧在今年春天喷涌出熔岩,摧毁了成百上千的房屋。“那非常可怕。”夏威夷大学希洛分校热带雨林生态学家Rebecca Ostertag说。林务员担心被ROD吞没的很多地方的铁心木不能重生,因为快速生长的入侵性树种如草莓番石榴会把它们排挤出去。但在浦那区的新熔岩区域,这种情况不会发生。因为铁心木通常是第一种也是唯一一种能在类似环境中站得住脚的树种。为此,Hughes说,“新的熔岩流将会给铁心木一个重生的机会。”(晋楠编译

《中国科学报》 (2018-08-20 第3版 国际)
 
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