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雾中的草:植物支持沙漠中的生命

本站发布时间:2024-07-05 11:27:28

图宾根大学森肯伯格人类进化与古环境中心(SHEP)和格尔利茨森肯伯格自然历史博物馆的研究人员研究了沙漠草Stipagrostis sabulicola在非洲纳米布沙漠中的作用

在他们发表在《科学报告》杂志上的研究中,他们表明这种植物能够吸收雾事件中的水分,从而在干旱地区形成一个完全出乎意料的复杂食物网的重要基础

“纳米布”一词的意思类似于“什么都没有的地方”或简单地说是“广阔的开放空间”——并不完全准确,因为在非洲西南海岸的纳米布沙漠中,相当多的动植物物种已经适应了极端环境,那里有极度干旱的条件和从北到南绵延约2000公里的沙质地带

图宾根大学森肯伯格人类进化与古环境中心的Huei Ying Gan博士解释道:“纳米布沙丘丛林草Stipagrostis sabulicola就是原产于纳米布沙漠的一种植物。”

甘与该研究的另外两位主要作者,Görlitz森肯伯格自然历史博物馆的Karin Hohberg博士和Clément Schneider博士,以及图宾根大学、两所森肯伯格研究所和戈巴伯纳米布研究所的其他研究人员一起,研究了这种高达两米的多年生草本植物及其在沙漠生态系统中的作用

这种植物有一个广泛的浅根系统,使其能够有效地固定在沙丘中

“此外,Stipagrostis sabulicola具有特殊的叶片结构,可以非常有效地将空气中的水分以雾和露水的形式冷凝。这一点非常重要,因为来自大西洋的雾平均每年39毫米,比研究地点的雨(平均每年只有17毫米)更经常地提供水分,”图宾根的生物化学家继续说道

当从西部流入的温暖潮湿的大西洋空气在海岸外寒冷的海面上冷却时,雾就会形成——根据海拔和风力条件,这种平流雾可以进入纳米布沙漠内部数公里

Hohberg补充道:“雾一接触地面,特有的沙漠草就会从雾中吸收水分并将其引导到沙子中。”

在他们的新研究中,研究人员表明,捕雾草因此构成了一个重要的生态位,即所谓的“雾植物绿洲”,也是无脊椎动物的主要碳源

为了确定后者,该团队测量了无脊椎动物的稳定碳和氮同位素(δ13C和δ15N)以及土壤中的植物生物量和垃圾的自然变化,并评估了雾状植物在其饮食中的比例

“我们的研究结果表明,纳米布沙漠的丛林草促进了食物网中的碳流动。我们能够证明这种植物是蚂蚁、蜘蛛、假蝎子和螨虫等地上无脊椎动物的主要食物来源——我们仅在叶面和叶鞘上就发现了12种节肢动物,另外还有7种我们没有详细研究,”Schneider说

根据科学家的说法,生活在土壤中的生物(如线虫)的情况有所不同:在这里,被风吹到土壤中的沉积物似乎是主要的能量来源。

“然而,总的来说,可以说,沙氏针茅的重要性远远超出了无脊椎动物的食物网。这是因为许多节肢动物,如象甲和黑甲虫,依赖草作为能量来源,因此与植物生活在密切的关系中,是沙蜥蜴、育儿网蜘蛛或沙丘云雀等更具流动性的捕食者的重要食物来源,”甘补充道

“在更高的食物链中,蜥蜴反过来是加法器物种Bitis peringueyi的重要食物来源。我们的分析强调了雾植物在极度干旱的纳米布沙丘中的关键作用。”

More information: Huei Ying Gan et al, The hidden oases: unveiling trophic dynamics in Namib's fog plant ecosystem, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-61796-8

Journal information: Scientific Reports

Provided by Senckenberg Research Institute and Natural History Museum

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