《兰花与真菌》

《大英百科全书》的Melissa Petruzzello和芝加哥拉什大学yabo亚博网站首页手机的Lynnaun Johnson博士讨论了兰花和真菌之间的关系,以及这种依赖对兰花保护的影响。这是第九期研究植物!播客系列。
主持人:梅丽莎Petruzzello

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Melissa Petruzzello:欢迎听众!感谢收听Botanize!我是主持人,梅丽莎·佩特鲁泽罗,《大英百科全书》植物和环境科学编辑。yabo亚博网站首页手机今天我们要谈论兰花,因为谁不喜欢兰花呢?我想大多数人可能都熟悉至少一种或两种非常常见的园艺兰花,其中一些花几乎是超自然的美丽。是惊人的。如果你没有凝视过兰花的深处,想象过完美,那么,我的意思是,你没有真正生活过,你最好开始生活。不过,为了少谈形而上学,多谈科学,我请来了林南·约翰逊博士,非凡的兰花。欢迎琳娜,谢谢你加入我的节目。

林南·约翰逊博士:谢谢你们邀请我!

Melissa Petruzzello:我很高兴你今天能来。约翰逊博士和我实际上都是同一个研究生项目的校友,尽管我们彼此不认识。我们在不同的队列中。他在西北大学和芝加哥植物园获得植物生物学和保护博士学位。他的博士学位研究了兰花生物学的一个非常特殊的方面,我们稍后会讲到,他现在是芝加哥拉什大学的博士后研究员,他在那里研究阿尔茨海默病,这很酷,显然很重要。

林纳恩,兰花。我们的听众可能不知道,兰花科是地球上第二大开花植物科。有超过26000个物种,这是一个令人难以置信的数字。你能给我们简单介绍一下它们是在哪里发现的,以及我们在这样一个大家庭中看到的一些多样性吗?

林南·约翰逊博士:哦,是的,当然。我知道你说它是第二大兰花科,但对于大多数兰花研究人员来说,他们想争论一下,说它是最大的兰花科。但是兰花它们很迷人因为它们遍布世界各地。除了南极洲,每个大陆上都有兰花,甚至连阿拉斯加也有兰花。像那样寒冷的地方。所以当我们查兰花科的时候,我们可以看出,嗯,有很多种类的花,不同的形态,不同的颜色。兰花也有三种不同的生长方式。它们可以长在树上,所以它们可以附着在树上,呃,用这些作为支撑。它们也可以在地里生长,大家可能都知道植物是这样的。有一些独特的兰花会附着在岩石的侧面。 And so when they're attached to the side of rock, their roots will sort of grip onto the rocks, which is sort of fascinating. So there's just a wide breadth of orchid diversity. And the interesting thing and exciting thing that I studied about orchids was their ability to use fungi. Because they sort of formed this symbiosis with fungi, you can see that orchids, they have evolved to rely less on photosynthesis. So they're pretty unique and there's just so much diversity within the orchid family.

Melissa Petruzzello:哇。嗯,是的,我想大多数人都认为兰花是热带植物,但了解到它们生活在温带甚至寒冷的地区真的很有趣。它们能像附生植物一样,在岩石上和其他植物上生存是多么不可思议。当一个家族中有这么多物种时,它们显然有很多不同的方式来利用栖息地。直到最近我才真正了解兰花和真菌,你知道,这就是你在这里要和我们谈论的内容。所以我真的很兴奋去学习,去学习更多,去深入研究。但首先我想问你,作为兰花研究者,你有最喜欢的兰花吗?

林南·约翰逊博士:是的。实际上。这些年我偶然发现了一些。到目前为止,我最喜欢的是一种叫Spiranthes的兰花,它的俗称是女士长发。这就像你给别人编辫子一样。所以兰花,沿着兰花茎的花,你可以看到它是一种扭曲,所以它们以一种螺旋状的方式相互缠绕。另一种我一直很喜欢的叫雪莉宝贝,这是一种文芝兰。这种兰花会散发出美妙的香味,我们第一次约会时,我送了我妻子一种兰花,香味很好闻。这两个是我目前最喜欢的,但还有很多。

Melissa Petruzzello:这两个听起来都很美。我十几岁的时候在一家花店工作,我们那里的兰花,从来都不太香。人们总是会问,“哦,兰花有味道吗?”我们说,“呃,不。”所以我要去查一下,找一个闻一下。

林南·约翰逊博士:我想插句话。香草是最受欢迎的兰花之一,香草,兰花的果实,是每个人都喜欢的东西,大多数人都喜欢。这是一种很受欢迎的香水,但我很惊讶大多数人都没有意识到这是一种兰花。

Melissa Petruzzello:哦,天哪,你说得太对了。兰花通常被认为只是一种观赏植物,但香草是一种具有重要商业价值的农业作物。当然,所有的野生物种,呃,可能不太被用于人类的货币目的,但仍然很重要。我最喜欢的兰花,嗯,兰花类型,是具有性欺骗性的兰花。我完全可以为它们制作一整集的节目,但有些兰花看起来像特定的雌性昆虫,蜜蜂或苍蝇,可怜的雄性昆虫实际上与花交配,并在这个过程中授粉。为了自己的繁殖成功而利用另一种生物的低级本能,这真是太奇怪了,也是进化的杰出成就。我很喜欢。

很明显,当谈到兰花时,我们有很多可以谈论的东西。我确实喜欢谈论植物繁殖生物学,但我想从花转移到你之前提到的,有兰花在它们的生命周期中至少有一部分依赖真菌。我第一次听到的时候真的很惊讶。我不认为兰花会让大多数人联想到真菌,所以你能告诉我们这种共生关系吗?

林南·约翰逊博士:所以共生关系,你是对的,这是大多数兰花在它们的生命周期中都会利用的东西。所以当我们想到一种早期的植物,它只是一颗种子,我们通常认为种子只是自己发芽。绝大多数种子都有胚乳,胚乳是种子的营养物质。在兰花家族中,缺少这种营养物质,即胚乳。因此,一株兰花——据我所知,整个兰花家族——没有足够的胚乳来自然发芽。确实有研究表明,你可以使用各种营养物质或肥料或其他东西使兰花种子发芽,但自然界中的兰花,它们会保持休眠状态,只有当它们接触到真菌时才会开始发芽。所以当真菌在正常生活时,它并没有试图让兰花种子发芽,但它遇到了兰花种子。正如我们所知,对于大多数真菌来说,它们会分解有机物。所以兰花种子,当它与真菌接触时,就会寄生在真菌上。所以它实际上是在吞噬真菌,这样它就可以发芽并利用真菌的营养。 And when it becomes a seedling and it starts to form leaves for photosynthesizing and making its own food, then the orchid will sort of move away from using the fungus.

梅丽莎Petruzzello:
哇。就像你说的,大多数种子里面都有食物为小胚胎提供所需的一切。很有趣的是,兰花没有这种食物供应,因为你会觉得这是植物母亲的工作,就是为她的小胚胎进入大自然提供食物。但是,兰花的种子其实很小,对吧?因为它们体内没有这种食物来源?

林南·约翰逊博士:是的。人们通常把这些小种子称为“尘埃种子”,因为它们非常小,比沙粒还小。你可以吸气。

Melissa Petruzzello:哦,我的天哪,这真的太小了。这是令人兴奋的。现在,你知道其他植物需要真菌的帮助来发芽吗,还是说这可能只是兰花独有的?

林南·约翰逊博士:这主要是兰花家族独有的。关于科学的一件事是,我们每年都在不断地学习新的东西,因为我们不断地发现不同的东西。据我所知,只有兰花家族,整个家族,都依赖真菌来发芽。

Melissa Petruzzello:哇。太有趣了。你知道,很难想象一种植物依赖另一种生物而不是自给自足有什么好处,但我想证据是在布丁里的,因为有很多植物家族就是这样做的。你说过这种真菌有自己的生活,被一颗想利用它生长的兰花种子攻击了。这些真菌的关联有多具体?兰花是在等待一种特定的真菌出现,还是说任何一种真菌都可以?

林南·约翰逊博士:由于兰花家族的多样性,有很多种类的兰花都有特定的真菌来发芽,而其他的兰花可以用很多真菌来发芽。我在研究中做的其中一项研究是观察一种叫做幽灵兰的佛罗里达兰花,幽灵兰只用一种真菌来发芽。但我前几天读了一篇论文,在澳大利亚有不同的兰花可以有多种真菌来发芽。

Melissa Petruzzello:好的。你称之为“寄生”。真菌能从中得到什么吗?或者这不是一种互惠共生?更像是单行道?

林南·约翰逊博士:这个问题现在是有争议的。关于兰花的研究,以及一般的科学研究,有些人认为兰花和真菌是一种寄生关系,当兰花生长并开始光合作用时,它就不依赖真菌了。我知道研究真菌有共生关系的潜力真菌会为兰花提供营养兰花会为真菌提供碳通过光合作用产生碳。

Melissa Petruzzello:正如你提到的,你在佛罗里达研究了罕见的幽灵兰花以及它们的菌根萌发和生长。鬼兰很有名;因为它短暂的美丽和白色的花朵。电影《改编》里有,对吧?好吧,我也是这么想的。你能告诉我们兰花,如幽灵兰和其他兰花面临的威胁吗?

林南·约翰逊博士:兰花,还有一些稀有物种,面临着很多不同的威胁。所以我想我在佛罗里达西南部研究的鬼兰最大的问题,或者说我之前的研究,是栖息地的丧失。如果你想想大沼泽地,兰花本身就生长在佛罗里达西南部的沼泽地区,随着时间的推移,在过去的一百年里,大部分已经变成了城市。还有不同的自然灾害。例如,飓风会穿过佛罗里达州,摧毁佛罗里达州南部的一些兰花。大多数科学家已经意识到的最大威胁之一是气候变化。所以在这种情况下,我们可以预期兰花可能在佛罗里达州的沼泽中没有合适的栖息地。是的,有很多不同的威胁。我想人类最大的威胁是偷猎。大多数人喜欢收集兰花,有些人会出去,我想这就是电影改编的部分内容。 It just shows that people are willing to pay a price and collect these orchids. And if you follow up and do your due diligence to make sure you're not feeding into that system of poaching, then we can help to conserve more of the orchids in nature.

Melissa Petruzzello:当然。是的。我们总是很难听到伤害我们星球上特殊植物的实际原因。其实我自己也住在佛罗里达,迈阿密,而且,嗯,是的,很多很多,就像你说的,我们当地的兰花都是从野外采收的,作为新奇的东西,在其他地方出售,无论是在历史上还是现在。我在Facebook上参加了一个名为“沼泽远足者”的小组,人们会上传鬼兰的照片,他们总是非常小心,我很感激,不会说他们在哪里看到的,嗯,这样,你知道,偷猎者就不会进去把它带走。我知道我们当地的一个植物园,仙童热带花园,正在努力将一百万朵兰花重新引入南佛罗里达。他们实际上是在尝试重新引入城市。这真的是一项伟大而雄心勃勃的事业,但我在花园里听过一场演讲,他们的一位科学家说,他们这个项目的一些大赞助人实际上是那些自己年轻时偶然从野外收集兰花的人,现在他们试图通过帮助修复兰花来安抚自己的内疚。所以我很高兴知道有人在努力纠正他们在生态上的错误。野生动物绝对属于野外。
但回到真菌,真菌是如何联系的,你知道,因为兰花需要真菌,真菌来发芽,这是如何影响保护工作的?如果一种兰花已经在当地灭绝了,因为它需要这种特殊的真菌朋友,所以很难重新引入它吗?

林南·约翰逊博士:是的,有时很难决定如何重新引入这些兰花。我想我要给你们讲一点我自己的历史。我第一次接触兰花是在伊利诺伊大学读本科的时候,当时我和一位著名的兰花生物学家劳伦斯·塞特勒博士一起工作。他致力于在北美重新引入兰花。我们讨论的一个问题是是否要引进一种兰花这种兰花是用一种来自北美大陆的真菌发芽的。所以我们必须决定是否把这种真菌和发芽的兰花种子一起放回夏威夷的自然栖息地。所以有些人会,我猜,得出结论,“好吧,我们有夏威夷兰花,它需要重新繁殖到它的自然栖息地。我们会抓住这个机会,采用这种不是夏威夷本土的真菌,这样兰花就能生长了。”Zettler博士决定他不会把兰花带到那里,因为随着真菌被引入夏威夷,我们不知道真菌对夏威夷群岛上的不同植物造成的所有下游影响。这些真菌中的一些,它们对其他物种是非常致病的,即使它们对兰花没有伤害。 And so I think the best thing to do is to look for other avenues of trying to reintroduce those orchids. We had to spend, I think, a year or two, and we tried different media with nutrients and fertilizers to germinate the orchid seeds, which, if you’re not using a fungus, it takes twice as long. And so, yeah, it's, it's kind of sad because my senior year, I grew all the orchid seeds using different kinds of media, and when I graduated, they were still, they were probably less than a foot tall, and they waited two more years to actually take them over to Hawaii. And so I kind of missed my Hawaiian trip, but it's okay.

Melissa Petruzzello:嗯,你也有贡献。这真的很神奇,你刚刚分享的故事,呃,你知道,你觉得修复应该是如此清晰,总是一件积极的事情,但是当你的修复可能涉及到一个新颖的介绍时,你知道,这绝对是一个复杂的问题。保护和恢复从来不是简单的工作。

林南·约翰逊博士:哦,你肯定不想给这些脆弱的生态系统增加更多的伤害。

Melissa Petruzzello:当然。夏威夷是如此封闭和孤立,它已经有很多入侵。你今天为兰花生物学揭示的复杂性和细微差别,真的,真的非常惊人。这真的很令人惊讶,也很可爱,知道这些美丽的生物完全和像真菌这样朴实而不起眼的东西交织在一起。我是说,谁能猜到呢?作为一名兰花生物学家和自然资源保护主义者,你有什么想要留给我们的观众的吗?对于人们如何参与进来,或者他们可以做些什么来了解更多,有什么建议吗?

林南·约翰逊博士:哦,当然。所以我喜欢告诉人们,他们应该参与到,嗯,他们本土的兰花社团中去。世界各地都有不同的兰花群落。我经常联系的一个组织是芝加哥的伊利诺伊兰花协会。通常,当人们对种植兰花感兴趣时,他们会访问美国兰花协会的网站。这通常很重要。几年前史密森尼学会发起了一项倡议,这就是北美兰花保护中心。所以如果你有兴趣帮助保护你当地的兰花,或者只是北美的兰花,那么有一个非常深入的网站,它的名字是一样的:NorthAmericanOrchidCenter.org。你可以找到很多不同的信息,找到很多不同的,嗯,组织合作帮助保护兰花。

Melissa Petruzzello:很好,这些都是非常好的建议。正如你提到的,人们种植兰花。它在不同的剧集里出现过几次,但我真的认为园艺是一种很好的方式,你知道,只要开始接触某种植物或其他东西。当然,你知道,兰花是如此美丽,谁不想在家里和花园里种植它们呢?

林纳恩,非常感谢你今天分享你的专业知识。我真的学到了很多东西,我相信我们的听众再也不会用同样的眼光看待兰花了。我非常感谢你今天抽出时间和我聊天。

林南·约翰逊博士:哦,是的。所以和你谈话真的很愉快。希望我能和大家分享我的热情。所以,大家记住,兰花和真菌是非常重要的!

Melissa Petruzzello:当然!我只是喜欢了解他们相互交织的关系,这是我从来没有想过的,所以非常感谢你让我明白了这一点。

为了大英yabo亚博网站首页手机百科全书的《植物学》!我是Melissa Petruzzello今天和我一起的是Lynnaun Johnson博士。你刚刚听到了第九集,“兰花和真菌”,由库尔特·海因茨制作。下次再来,花几分钟专心地观赏兰花,一如既往地保持好奇心。

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