大种子储存着更多的资源以供幼苗生长，但丰富的营养也使其成为了动物理想的食物来源和捕食目标。壳斗科植物的种子以一种独特的体外传播模式扩散。具体来说，啮齿类等有分散贮藏行为的动物搬运并埋藏种子作为食物储备，而那些被遗忘的种子则得以萌发生长。在这一过程中，动物既是传播者也是捕食者。因此，壳斗科植物的种子在传播过程中经常存在被动物部分捕食的情况，但种仁的部分受损却不一定导致种子的死亡。这一现象受到生态学家的广泛关注，然而，仍未有研究通过统一的实验手段，在多物种、多性状上探究种子的部分捕食对植物繁殖更新的影响。
为探究这一问题，武汉植物园宏观生态学课题组对20种壳斗科植物的种子进行了标准化的模拟种子捕食实验（图一），以明晰种仁部分受损对种子后续的萌发及幼苗生长产生的影响。
本研究在不损害胚的情况下随机切去种子0% - 96%的种仁，并在随后开展了萌发和幼苗生长实验，测量了与种子萌发、幼苗生长和生物量分配相关的15种性状（图二）。
图二. 种子模拟捕食实验流程
结果显示，种仁受损会影响幼苗的生长情况，如降低幼苗总生物量和叶片数量，但对于种子的萌发情况和幼苗整体生物量的分配，例如根茎比和叶重量比则没有显著影响。随着受损种仁比例的增加，种子萌发出的幼苗通常具有更高的比叶面积，可能会在光照竞争中占据优势，但叶片防御也随之降低（图三）。研究表明，壳斗科等借助动物分散贮藏传播的植物进化了体型相对较大的种子，以利于自身在种仁部分受损的情况下依旧可以完成种子的散布和萌发，提高种子传播的效率。这使得生产大种子成为一种有效的适应方式，平衡了壳斗科植物种子传播的效率和抵御捕食的能力。
图三. 种仁被部分捕食对种子萌发、幼苗生长、生物量分配的影响
本研究为种子大小的多样性与进化提供了新视角，说明种子大小本身可能是一种防御性特征，较大的种子能够抵消种仁部分损失的后果，避免种子被完全取食，从而确保萌发和后代的成功建立。在实际应用上，研究指出在种子供应不足的年份，那些部分受损但仍具活力的种子也可以用于造林项目。本研究同时揭示了物种应对动物捕食的独特策略，为森林及其他生态系统的生物多样性保护和生态恢复提供了指导。
研究近日以“Large seeds as a defensive strategy against partial graniv ory in the Fagaceae”为题发表于生态学主流期刊Journal of Ecology。中国科学院武汉植物园陈思翀研究员为论文的第一作者和共同通讯作者，王青锋研究员为论文的共同通讯作者。英国皇家植物园Alexandre Antonelli教授、武汉植物园博士研究生黄猇、特别研究助理魏能博士及湖北大学戴璨教授参与了本研究。本研究受到国家海外高层次人才引进计划、中国科学院“率先行动”引才计划和国家自然科学基金项目的资助。
（钟鑫拍摄）
