研究發現,入侵植物比原產地適應得更好,對動植物保護具有啟發性


研究發現,入侵植物比原產地適應得更好,對動植物保護具有啟發性

第一作者安娜貝爾·史密斯(Annabel Smith)博士在愛爾蘭伊尼斯·厄爾(Inis Oirr)進行的年度植物普查期間測量了車前草(plantain)。圖片:昆士蘭大學

昆士蘭大學和都柏林三一學院的研究人員稱,通過以非常規的方式進行適應而破壞了某些生態學“規則”的植物可能更有可能倖存於氣候變化中。

昆士蘭大學農業與食品科學學院的安娜貝爾·史密斯博士和昆士蘭大學生物科學學院和愛爾蘭都柏林三一學院的伊馮娜·巴克利(Yvonne Buckley)教授研究了這種不起眼的車前草(Plantago lanceolate,披針車前草),以瞭解它如何成為世界上最成功分佈的植物之一。

史密斯博士說:“車前草是一種歐洲本土的小植物,已經在全球範圍內廣泛傳播,我們需要知道為什麼即使在炎熱乾燥的氣候下,車前草也是如此的成功。”

研究發現,入侵植物比原產地適應得更好,對動植物保護具有啟發性

車前草

由48位生態學家組成的全球團隊在21個國家/地區建立了53個監測點,標記了數千種植物,跟蹤了植物的死亡和新苗,計算了花朵和種子的數量,並觀察了DNA,以瞭解歷史上在歐洲以外引入了多少種植物。

他們發現的東西違背了生態學的現有宗旨。

史密斯博士說:“我們發現有些'生態規則'根本不適用於該物種,令我們有些震驚。”

“生態學家使用不同的理論來理解自然是如何工作的 - 幾十年來通過野外研究得到發展和檢驗,這些就是所謂的“規則”。

“這些理論之一描述了種群數量的變化如何產生遺傳多樣性或嵌入DNA的基因變異。

“小種群的遺傳多樣性往往很少,而後代較多的大種群,例如種子很多的種群,遺傳多樣性更高。

“基因多樣性聽起來很無聊,但實際上它是進化所依據的原材料;更多的基因多樣性意味著植物更能夠適應氣候變化等環境變化。

研究發現,入侵植物比原產地適應得更好,對動植物保護具有啟發性

“我們發現,在他們的本土範圍內,環境決定了他們的遺傳多樣性水平。”

“但是,在新環境中,這些規則破壞者比大多數其他植物的適應性更好。”

團隊發現車前草的成功歸功於世界各地的多次引進。

負責愛爾蘭都柏林三一學院全球項目協調的巴克利教授說:“DNA分析表明,不斷向澳大利亞、新西蘭、北美、日本和南非引入的這種植物迅速促進了遺傳多樣性,它使這些‘移民’有更高的適應能力。”

“在歐洲,車前草按規則行事,但在歐洲以外打破,它們所處的環境並不重要,車前草幾乎總是具有很高的遺傳多樣性和適應性。”

史密斯博士說,這一發現令人著迷且至關重要,原因有兩個。

她說:“重要的是,我們現在知道,多次引進將混合遺傳資源並使入侵植物更快地獲得成功,這是一個重要發現,因為入侵物種會導致物種滅絕並使政府損失大量的資金。”

“其次,對入侵植物的研究為我們提供了關於我們的本土植物如何適應氣候變化的線索。”

這項研究發表在PNAS上。


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