海草是通過至少 3 次獨(dú)立的“回歸海洋”事件在早白堊紀(jì)進(jìn)化而來的一個(gè)多系群。現(xiàn)生海草在除南極洲外的全球沿海和河口棲息。它們通過開花和種子進(jìn)行有性繁殖，也通過水平根狀莖延伸的營養(yǎng)生長進(jìn)行無性繁殖。
海神草屬 Posidonia 是海神草科 Posidoniaceae 的唯一屬，共 7 種。它們可以在幾米深的沙質(zhì)海底上形成數(shù)百平方千米大小的草甸。例如，西澳大利亞的鯊魚灣就是一個(gè)以溫帶海草草甸為主區(qū)域，是世界上最大的連續(xù)海草草甸之一，擁有 12 種海草。其中就包括澳大利亞海神草 Posidonia australis (J.D.Hooker, 1858)。
澳大利亞海神草 Posidonia australis
鯊魚灣的澳大利亞海神草形成了跨越超過 180 千米，總面積高達(dá) 200 平方千米的碎片化近岸草場，從鯊魚灣東部的懷特島延伸到 L’Haridon Bight 附近的 Faure Sill。2022 年的一項(xiàng)分子研究結(jié)果表明，這些草場由一個(gè)單一的多倍體克隆組成，是地球上已知分布最廣的克隆個(gè)體。包括澳大利亞海神草在內(nèi)的海神草屬物種的體細(xì)胞染色體數(shù)都為 2n = 20，但是鯊魚灣的這株澳大利亞海神草擁有數(shù)量為 2n = 40 的染色體，證明它是一株多倍體海草。然而，它的基因組大小卻僅為普通的二倍體澳大利亞海神草的 1.7 倍。這可能是因?yàn)樵搨€(gè)體除了擁有一套完整的澳大利亞海神草基因組外，其另一套基因組屬于其他海神草物種。多倍體更大的基因組賦予了其耐受更大壓力、適應(yīng)更大更快的環(huán)境變化的能力，因此這株多倍體海草比二倍體澳大利亞海神草能耐受更大的溫度和鹽度變化范圍，得以占據(jù)更大的環(huán)境。
這株多倍體澳大利亞海神草盡管在多個(gè)地點(diǎn)已被發(fā)現(xiàn)開花，但由于其柱頭變形，因此不太可能產(chǎn)生種子。因此，它主要通過營養(yǎng)生長的方式擴(kuò)大面積，即延伸埋于沙下的根狀莖。由于這株澳大利亞海神草生長時(shí)間太長，范圍太大，因此，這跨越超過 180 千米的多個(gè)草場盡管擁有相同的基因組，但已經(jīng)不再通過根狀莖物理連接。這使得直接測量草場大小并估計(jì)年齡變得非常困難。最終，研究人員通過鯊魚灣多倍體草場的總面積和澳大利亞海神草根狀莖的平均年延伸速度，估算出這株多倍體已經(jīng)生長了約 4500 年才能達(dá)到現(xiàn)在的面積。
地中海特有物種——大洋海神草Posidonia oceanica (Linnaeus) Delile, 1813 同樣能形成大范圍的單一草場，其克隆個(gè)體的分布范圍甚至能達(dá)到千米級(jí)別。在西班牙巴利阿里群島的福門特拉島，一個(gè)大洋海神草克隆個(gè)體形成的草場之間的距離超過 15 千米遠(yuǎn)。雖然這一范圍遠(yuǎn)不及澳大利亞海神草，但大洋海神草的生長速度更慢。如果僅通過克隆生長，延伸如此范圍需要這株草生長約 20 萬年。因此，大洋海神草更有可能通過草場邊緣的莖和葉脫落并在附近重新附著生長的方式結(jié)合營養(yǎng)生長擴(kuò)散。即便如此，大洋海神草仍需要數(shù)千上萬年的生長才能擴(kuò)散如此距離。
大洋海神草Posidonia oceanica
包括二倍體澳大利亞海神草在內(nèi)的一些海神草物種依舊依靠有性生殖繁衍后代。對于二倍體澳大利亞海神草來說，其幼苗的初始大小會(huì)顯著影響后續(xù)的成長和存活率，但生長素、細(xì)胞分裂素或赤霉素等對其生長沒有明顯影響。其幼苗主要通過種子獲取營養(yǎng)。盡管種子在幼苗上保留長達(dá) 2 年，但是在頭 2 個(gè)月內(nèi)，超過 50% 的氮和磷從種子中被提取，9 個(gè)月后種子大約失去 95% 的氮和磷。這些營養(yǎng)物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到幼苗中，占 9 月齡幼苗的磷的 73%~83% 和氮的 45%~53%。
一些澳大利亞海草物種的生產(chǎn)力可能遠(yuǎn)高于澳大利亞東南部正常草場的生產(chǎn)力。在澳大利亞南部的海灘上，每年都有數(shù)百噸的澳大利亞海神草被海浪堆積。當(dāng)?shù)鼐用裾J(rèn)為這導(dǎo)致了各種環(huán)境問題，如促進(jìn)危險(xiǎn)昆蟲（主要是蚊子）的繁殖，以及造成航行和釣魚問題。盡管富含纖維，但澳大利亞海神草的蛋白質(zhì)含量很低，且缺乏一些必需氨基酸，而且含有大量不利于口感的單寧。因此，澳大利亞海神草只能被歸類為低質(zhì)量粗飼料，只能成為牛飼料的一部分而非全部。
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