臺灣隱藏版的蕨類植物-獨立配子體物種
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在東亞物種豐富度最高的島嶼上,整合最新的TPG名錄-臺灣的蕨類植物已突破820種,而這個數字也正在逐年刷新。其中最特別的新發現就是一群獨立配子體的蕨類物種,這群蕨類植物不具備陸生植物典型生活史中的雙世代交替,沒有所謂根莖葉的孢子體世代、僅發現配子體(或稱原葉體)世代的獨特物種。這些個體由單層細胞組成,簡化的構造呈帶狀或絲狀的生長樣貌,棲息在光線微弱的環境之中,且常利用另一種精緻的構造-芽孢來進行繁衍、擴張族群,“無性”是他們現今已知唯一的生存方式。也因為個體相當微小、不引人注目,獨立配子體物種不意外地成為最晚被發現的蕨類多樣性,也是目前植物學家們最不了解的一群,即便這樣的案例已在半個世紀之前最早在溫帶地區被報導。隨著DNA分子技術開發以及生命條碼資料的普及,主要克服蕨類野外配子體“傳統上”的鑑定困難,讓在熱帶或亞熱帶蕨類多樣性極豐富的地區能精準地確認獨立配子體案例,用DNA證據可以來排除已被紀錄的“孢子體”蕨類物種。
首次在溫帶以外地區確認的獨立配子體蕨類物種就在臺灣,隨著逐年地探索有更多的案例被發現。以蘿蔓藤蕨屬為例,臺灣島上我們目前發現三個物種的獨立配子體族群,但只有一物種-牟氏羅蔓藤蕨有產生孕性孢子的紀錄,但就僅有一筆採集在單一個族群發現,然而獨立配子體族群從南到北已發現近20個,並且在族群內常能同時發現其他蘿蔓藤蕨物種的獨立配子體個體。同時這些有趣發現引領我們從演化與生態適應的角度深思各層次的生物學問題:(1).熱帶或亞熱帶地區的獨立配子體物種是否經歷截然不同的演化歷史?因為溫帶大陸地區的案例並不雷同,難以用孢子體因冰河期導致滅絕的演化假說來解釋。(2).在這個島嶼上的獨立配子體物種的起源在哪?到底“無性”生存了多久?(3).是那些遺傳或是環境因素導致他們無法完成有性生活史的世代交替?(4).這些蕨類物種真的走入演化的死胡同嗎?結合最新的分子生態學與親緣基因體學的策略,我們將重返這些過去半個世紀還沒有答案的問題!
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