啮齿动物切胚根行为对假海桐种子扩散和幼苗更新的影响

Rapid seed germination of non-dormant seeds is an evolutionary adaptation to escape seed predation by rodents. Some rodent species have evolved behaviors to prevent or slow the seed germination process through seed embryo removal or seed pruning. Some recent studies indicated that a few plants species have evolved successfully escaped embryo removal or seed pruning by rodents, which embryo-removed seeds and radicle-pruned seeds by rodents could germinate again and establish seedlings. However, most dispersal studies fail to consider plants seeds have evolved strategies to counter embryo removal and seed pruning by rodents, usually assuming embryo-removed or radicle-pruned seeds as equivalent to seed death. As a result, past studies have neglected to explore the effect of seed embryo removal or seed pruning behavior by rodents on the seed dispersal patterns and recruitment of plants. In this study, we investigated the effect of seed pruning behavior of small rodents on the seed dispersal patterns and seedling establishment of Pittosporopsis kerrii Craib by seed releasing experiments, semi-natural enclosures experiments and simulated seed pruning experiments in the Xishuangbanna tropical rainforest, Yunnan Province, China. P. kerrii is a dominant tree species in the tropical rainforest of southern China and the plant could successfully escape embryo removal and seed pruning by rodents. Our study will help to get a further comprehensive understanding about the complex mutualism and predation relationship between rodents and plant seeds.

非休眠种子的快速萌发被认为是植物逃脱动物捕食的一种策略，一些啮齿动物通过切除种子的胚芽或胚根来阻止或推迟种子萌发对营养物质的消耗，从而能够长期贮藏种子。最近的研究表明，一些植物种子已进化出应对啮齿动物切胚或切胚根的策略，被切除胚芽或胚根的种子能够再次萌发而建成幼苗。然而，以往的研究通常忽略了切除胚芽或胚根的种子能够再次萌发这一特性，忽略了啮齿动物切胚或切胚根行为对植物种子扩散格局的影响以及在植物更新中的作用。我们拟在西双版纳热带雨林中，以当地的优势树种假海桐的种子为例（已进化出应对啮齿动物切胚和切胚根的策略），结合野外种子标记释放实验、围栏控制实验和种子萌发实验研究啮齿动物的切胚根行为对植物种子扩散的影响，以及在植物更新中的作用。结果有助于深入认识啮齿动物的捕食策略以及植物应对捕食的策略对植物扩散和更新的影响，为生物多样性保护、生态系统维持和恢复提供科学依据。

非休眠种子的快速萌发被认为是植物逃脱动物捕食的一种策略，一些啮齿动物通过切除种子的胚芽或胚根来阻止或推迟种子萌发对营养物质的消耗，从而能够长期贮藏种子。最近的研究表明，一些植物种子已进化出应对啮齿动物切胚或切胚根的策略，被切除胚芽或胚根的种子能够再次萌发而建成幼苗。然而，以往的研究通常忽略了切除胚芽或胚根的种子能够再次萌发这一特性，忽略了啮齿动物切胚或切胚根行为对植物种子扩散格局的影响以及在植物更新中的作用。我们在西双版纳热带雨林中，以当地的优势树种假海桐的种子为例（已进化出应对啮齿动物切胚和切胚根的策略），结合野外种子标记释放实验、围栏控制实验和种子萌发实验研究啮齿动物的切胚根行为对植物种子扩散的影响，以及在植物更新中的作用。研究发现分散贮藏种子中，被切除胚根的种子的贮藏比例显著高于未切根的种子贮藏比例，随着搬运次数增加，被切除胚根种子的比例增加。被切除胚根的种子的一次扩散距离和最终扩散距离均显著比未切除胚根种子的扩散距离远。切除胚根的种子在一次贮藏点的存活时间以及总的贮藏时间显著比未切除胚根种子的存活时间长。最终，扩散后被切除胚根的种子的幼苗建成率显著高于未切除胚根种子的幼苗建成率。结果支持假设1：啮齿动物的切胚根行为能够推迟种子萌发对营养物质的消耗，增加种子的贮藏价值，因此啮齿动物会加大对切除胚根种子的管理，增加种子搬运次数，扩散距离更远；啮齿动物的切胚根行为能够增加种子的贮藏时间，而长期贮藏使得种子更可能被啮齿动物所遗忘，因此切除胚根的种子在扩散后幼苗建成率更高；研究结果部分支持假设2。研究表明，切除胚根的种子更容易逃离母树下的密度制约性死亡，对于植物的更新具有重要意义。本研究的开展对于深入认识啮齿动物与植物种子间的捕食和互惠关系，认识这一复杂的捕食和互惠关系在热带雨林生态系统多样性和稳定性上的作用具有重要意义。