新植物物种不使用光合作用——发现了一些更狡猾的东西

新描述物种的花。(Suetsugu et al., J Plant Res, 2022)

在迷人的亚洲林地的阴影下，可以看到奇怪的生长物从落叶之间探出头来，就像死去已久的花朵的幽灵。这种植物的叶子缺乏绿色素，放弃了光合作用，转而使用森林地面上的另一种营养来源，一种从许多其他植物认为是朋友的真菌中窃取的营养物质——将大多数森林植物连接成木材宽网的共生菌根。Monotropastrum humile广泛分布于东亚和东南亚，从喜马拉雅山到日本，曾被认为是单一物种。现在，来自日本和台湾的研究人员发现了一种粉红色调的植物，它本身就是一种独特的物种，他们将其命名为Monotropastrum kirishimense。木宽网——跨越整个森林的令人难以置信的真菌和植物根系网络——充当营养物质输送的高速公路以及通过电信号和化学信号在植物之间传递信息的电线。这些连接通过将资源从网络中营养贫乏的区域分配到营养丰富的区域，帮助加强整个森林。它们还允许植物互相警告捕食者，甚至帮助保护它们免受干旱。作为这些服务的交换，植物用它们通过光合作用产生的一些碳氢化合物支付给它们的真菌盟友。但是Monotropastrum背叛了这种互惠关系，它从真菌中窃取了所有养分，不向网络提供光合作用产品作为回报——使它们成为一个非常有选择性的真菌异养俱乐部的一部分。

研究人员指出，新描述的日本变种最明显的特征是它的粉红色花瓣和萼片，但也有其他差异。与他们的表亲M. humile不同，这种新发现的植物的根几乎不露出土壤。它们也与菌根的一种红菇谱系密切相关，而M. humile则偏爱完全不同的真菌种类。更重要的是，尽管彼此相邻生长，但M. kirishimense 的开花季节并不与M. humile的开花季节重叠，后者比更知名的物种晚 40 天开花。这项对这些生命周期相互作用以及野生动物与地球上的物理力量（例如季节）之间的相互作用的研究称为物候学。神户大学生态学家 Kenji Suetsugu 及其同事在他们的论文中总结说：“我们的多方面证据使我们得出结论，该分类群在形态学、物候学、系统发育学和生态学上是不同的，因此应该被认为是一个独立的物种。”“我们的研究提出了一种令人兴奋的可能性，即M. kirishimense的宿主转变为特定的Russula谱系，引发了生态物种形成。”它们不同的开花季节确保了它们共享的主要传粉者大黄蜂Bombus diversus不会意外地给一个物种另一个物种的花粉，从而防止杂交。世界上的许多森林都受到威胁，而且由于Monotropastrum物种依赖古老的森林，这些奇怪的植物也很容易灭绝。M. kirishimense非常罕见，研究人员怀疑它可能濒临灭绝。