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      EICA假說和NWH假說在飛機(jī)草成功入侵中的整合

      發(fā)布時間:2014-11-07
      來源:科技外事處

      許多研究表明外來入侵植物到達(dá)入侵地后,其競爭能力會增強(qiáng)。EICA 假說(evolution of increased competitive ability hypothesis, 進(jìn)化增強(qiáng)競爭能力假說) NWH假說 ( novel weapons hypothesis, 新武器假說)是從進(jìn)化角度解釋外來入侵植物競爭能力增強(qiáng)的兩個重要理論。EICA假說認(rèn)為外來入侵植物到達(dá)入侵地后,由于逃脫了原產(chǎn)地天敵的控制,會把原來抵御天敵的物質(zhì)和能量重新分配到生長中去,使競爭能力增強(qiáng)。NWH假說認(rèn)為,入侵植物能夠分泌特異的化感物質(zhì),由于原產(chǎn)地的本地種跟入侵種協(xié)同進(jìn)化的歷史時間較長,因此對該化感物質(zhì)不敏感。而入侵地的本地種與外來入侵種協(xié)同進(jìn)化歷史時間短,因而對該化學(xué)物質(zhì)更敏感,即化感物質(zhì)使入侵種在入侵地比在原產(chǎn)地具有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,選擇性進(jìn)化可能使入侵植物的化感作用越來越強(qiáng)。雖然EICA假說和NWH假說是從不同的角度來解釋外來入侵植物競爭力增強(qiáng)的原因,但兩個假說并不是互相排斥的,然而很少有研究同時驗(yàn)證這兩個假說。 

      飛機(jī)草原產(chǎn)于中美洲地區(qū),現(xiàn)成為世界上很多熱帶和亞熱帶地區(qū)的一種惡性入侵雜草。版納植物園植物生理生態(tài)組的鄭玉龍博士和其同事把采集于原產(chǎn)地和入侵地的飛機(jī)草種子發(fā)芽后,播種于墨西哥和中國的同質(zhì)種植園中,來驗(yàn)證EICA假說和NWH假說在飛機(jī)草入侵中的作用。研究發(fā)現(xiàn),與EICA假說一致,飛機(jī)草入侵種群抵御地上天敵的能力低于原產(chǎn)地種群。然而與EICA假說相反,入侵種群比原產(chǎn)地種群具有更強(qiáng)的抵御地下天敵的能力。不管同質(zhì)種植園內(nèi)是否排除天敵,飛機(jī)草入侵種群的競爭能力始終高于原產(chǎn)地種群,但其生物量并不高于原產(chǎn)地種群。飛機(jī)草入侵種群的飛機(jī)草素(飛機(jī)草特有的一種化學(xué)物質(zhì),具有強(qiáng)的化感作用和抗病蟲害作用)含量顯著高于原產(chǎn)地種群,并且飛機(jī)草素對中國本地種的抑制作用也顯著高于對墨西哥本地種。 

      該研究顯示,飛機(jī)草到達(dá)入侵地后,可能對當(dāng)?shù)匦碌母偁帉ο螅ㄖ参铮┖吞鞌辰M成發(fā)生了適應(yīng)性進(jìn)化,飛機(jī)草素的含量增加,從而使其競爭力增強(qiáng)。此外本研究也表明,外來植物到達(dá)入侵地后,可能減弱對某些天敵的抗性,也可以增強(qiáng)對另外一些天敵的抗性;競爭力的增強(qiáng)并不一定依賴生長的加快和生物量的增加,競爭力和防御力并不一定存在Trade-off關(guān)系。相關(guān)研究成果以Integrating novel chemical weapons and evolutionarily increased competitive ability in success of a tropical invader為題發(fā)表在New Phytologist上。

      飛機(jī)草

      本文作者:鄭玉龍

      責(zé)任編輯:張維靜_151c53
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