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龍腦香科植物是“會飛動物”的演化家園

1974年,中國科學(xué)家在西雙版納的勐臘發(fā)現(xiàn)了望天樹,從科學(xué)上證明了中國存在熱帶雨林。

在此之前,科學(xué)家認(rèn)為“中國是沒有熱帶雨林的”。為什么望天樹,對于熱帶雨林這么重要呢?那是因為,那個時代對于熱帶雨林的認(rèn)識尚且不如現(xiàn)在充分,鶴立雞群的“望天樹”是龍腦香科植物的代表,而龍腦香科植物為標(biāo)志物種的森林,被認(rèn)為是亞洲熱帶雨林最獨特,最顯眼的特征。因此望天樹,或龍腦香科植物變得非常重要,即所謂的熱帶雨林標(biāo)志性物種
事實上,亞洲的熱帶雨林還有很多獨特的現(xiàn)象,動植物,都是標(biāo)志與獨有的,比如會飛的動物。版納植物園內(nèi),我們發(fā)現(xiàn)過飛鼠、飛蛙、飛蛇、飛蜥,這四類動物依靠不同的器官或特化能力,可以在樹木間滑翔飛行,成為非常厲害的雨林飛天能手。(“金花飛蛇”:西雙版納熱帶雨林的神奇生物

比如19世紀(jì)的博物學(xué)家華萊士,他在考察的時候,就被會張開腿飛翔的飛蛙吸引。受他名著的影響,飛翔的動物因此也成為東南亞熱帶雨林的明星物種。事實上,這些動物并不是正在的飛翔,而是通過腹部膜結(jié)構(gòu),實現(xiàn)在樹干間滑翔而已。

作為東南亞的一小部分,西雙版納從來不缺少會飛的動物,缺少的只是科學(xué)的認(rèn)知而已。2018年,中山大學(xué)萬研究人員在版納就發(fā)現(xiàn)了一種會飛的“四腳蛇”新物種,將其起名為“版納傘虎”(Ptychozoon bannaense)。顧名思義,這種壁虎常?;顒优c樹干上,腹部會張開,在樹干間飛翔。

版納傘虎(黃秦攝影,via iNaturalist

野象谷發(fā)現(xiàn)會飛的版納傘虎,一時間在愛好者群里炸開了鍋,大家紛紛想去觀看這種神奇的動物。事實上,版納有多個地方都記錄到了版納傘虎,除了野象谷,望天樹景區(qū)也記錄到了版納傘虎。我最近閱讀文獻,發(fā)現(xiàn)版納傘虎和望天樹之間存在著某種神秘的關(guān)系。


2012年,美國生態(tài)學(xué)家發(fā)表一篇文章,認(rèn)為不僅是會飛的蜥蜴(如版納傘虎),其它會飛的動物,飛蛇、飛蛙和飛鼠,它們滑翔能力的獲得,均和望天樹家族(龍腦香科植物)的演化具有高度的時間上重疊關(guān)系。

龍腦香科植物起源于古老的非洲,后經(jīng)過印度板塊抵達亞洲,大概在4.9-3.4千萬年間從緬甸快速傳入亞洲。在兩年萬年前,龍腦香科植物已經(jīng)主宰了亞洲的熱帶雨林,成為旗艦物種,雄霸森林的林冠層。(這也是我們?yōu)槭裁匆攸c收集和保護龍腦香科植物的原因:版納植物園龍腦香科植物的引種收集、研究與文化
為什么亞洲熱帶雨林有助于動物演化出滑翔能力呢?很長時間內(nèi),大家都沒有想到會和龍腦香科植物有關(guān)。在此之前認(rèn)為,動物滑翔能力的演化可能和植物之間缺少藤本植物相連造成的。

熱帶雨林木質(zhì)藤本豐富,非常發(fā)達。那么為何熱帶會有那么多會飛的動物呢?豐富的雨林蜥蜴給生態(tài)學(xué)家提供了一個回答這個問題的契機。熱帶雨林樹干上,不會飛的蜥蜴居多(bdf),也有不少蜥蜴會飛(ace),如下圖所示。

左邊會飛的蜥蜴和右邊不會飛的蜥蜴(a) Hemidactylus (Cosymbotus) craspedotus; (b) Hemidactylus garnotii; (c) Luperosaurus cumingii; (d) Lepidodactylus vanuatuensis;(e) Ptychozoon lionotum and (f ) Gekko vittatus

有科學(xué)家想到了,這些會飛動物的起源會不會和高聳入云,又不喜歡藤本植物攀附的龍腦香科植物有關(guān)?

通過遺傳和起源時間節(jié)點分析,還真是這樣的。首先,在時間節(jié)點上,三個會飛的蜥蜴類群起源時間都在5-2千萬之間,與龍腦香科植物起源分化的時間節(jié)點高度重合;其次,在不同物種類群間,其他飛鼠、飛蛙、飛蛇和飛蜥一樣,時間節(jié)點也照樣吻合。一句話,龍腦香科植物在亞洲的繁榮過程中,幾種會飛的動物隨之演化而來。

飛天滑翔動物的演化

或飛或滑翔,在熱帶雨林最高的樹木之上,孕育了熱帶雨林最高超的生存技能。

當(dāng)然,龍腦香科植物在3500萬年以來,又經(jīng)歷了許多變化,分布的收縮又?jǐn)U張,擴張又收縮,來來回回變動。整個東南亞氣候的變遷,滄海桑田的變化,季風(fēng)的形成,以及許許多多的微環(huán)境都影響和造就了不同物種的獨特生活習(xí)性與特征。

博物需要科學(xué)。若非別人研究發(fā)現(xiàn),我們著實無法把望天樹和雨林飛天動物聯(lián)系在一起。更無法現(xiàn)象,龍腦香科植物竟如此精巧地影響著這么多動物的生存。

參考文獻:Heinicke Matthew P., Greenbaum Eli, Jackman Todd R. and Bauer Aaron M. 2012Evolution of gliding in Southeast Asian geckos and other vertebrates is temporally congruent with dipterocarp forest development. Biol. Lett.8994–997

未注明作者圖為文獻插圖

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