植物在遺傳水平上應(yīng)對(duì)氣候變化
氣候變化可以影響從落基山脈的松樹(shù)甲蟲(chóng)爆發(fā)到巴布亞新幾內(nèi)亞海平面上升的一切。面對(duì)瞬息萬(wàn)變的地球,植物和動(dòng)物如果希望生存,就不得不迅速應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。根據(jù)錫拉丘茲大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院生物學(xué)副教授杰森弗里德利最近的一篇論文,最近創(chuàng)建了蘇博士學(xué)位。Catherine Ravenscroft和利物浦大學(xué)教授Raj Whitlock的某些物種可能比其他物種更能處理環(huán)境變化。
弗里德利解釋說(shuō),物種有兩種選擇來(lái)應(yīng)對(duì)與環(huán)境變化相關(guān)的壓力:他們可以接受并轉(zhuǎn)移到更有利的地區(qū),或者他們可以堅(jiān)持下去并適應(yīng)新的挑戰(zhàn)。這種適應(yīng)氣候變化的能力是研究人員研究的主要焦點(diǎn)在研究地點(diǎn)常見(jiàn)的兩種植物 Ribwort大蕉和綿羊羊茅顯示出能夠應(yīng)對(duì)誘發(fā)的氣候挑戰(zhàn)的跡象。“有證據(jù)表明長(zhǎng)期氣候治療會(huì)導(dǎo)致遺傳分化,”拉文斯克羅夫特解釋說(shuō),研究地點(diǎn)的氣候治療與未治療植物之間存在遺傳差異。
更重要的是,基因水平的變化發(fā)生得非??臁R?yàn)檫@些草是多年生植物,意味著它們?cè)诙鄠€(gè)生長(zhǎng)季節(jié)生存和繁殖,F(xiàn)ridley估計(jì)在15年的實(shí)驗(yàn)中只有大約10代植物。雖然這可能聽(tīng)起來(lái)像很多代人,如果你回想起偉大的偉大的偉大偉大的曾祖父母,遺傳分裂發(fā)生在進(jìn)化的時(shí)間尺度上 - 想想數(shù)百年或數(shù)千年。
為了確定植物如何應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,研究小組尋找氣候處理植物與未處理植物的遺傳差異。具體來(lái)說(shuō),研究人員調(diào)查了植物基因組的隨機(jī)區(qū)域,以了解在處理過(guò)的植物與未經(jīng)處理的植物中,這些位置中有多少在基因組成方面存在差異。
“你對(duì)治療方面的遺傳多樣性有所改變嗎?或者你對(duì)治療有區(qū)別嗎?” 拉文斯克羅夫特說(shuō),他概述了這項(xiàng)研究的主要問(wèn)題。“這些草的答案是'是'和'是'。”
分化模式和快速的遺傳變化表明,兩個(gè)物種都以一系列遺傳變異開(kāi)始。持久的遺傳多樣性為植物種群提供了適應(yīng)快速變化的世界的能力。該結(jié)果表明,鑒于強(qiáng)加的氣候挑戰(zhàn),預(yù)先存在的遺傳變異可使植物受益。“它強(qiáng)化了多樣性支持面對(duì)氣候變化的彈性的觀(guān)點(diǎn),”拉文斯克羅夫特解釋說(shuō),但她很快指出并非所有物種都如此幸運(yùn)。
植物應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的能力可能表明它們未來(lái)在研究生態(tài)系統(tǒng)中的持久性。“最終物種將出現(xiàn)更多的干旱適應(yīng)并將系統(tǒng)推向一個(gè)新的方向,除非某些物種,如實(shí)驗(yàn)中使用的植物具有干旱適應(yīng)的物理特性,”弗里德利解釋說(shuō),并補(bǔ)充說(shuō)這是一個(gè)過(guò)程,因應(yīng)氣候變化而在全球范圍內(nèi)發(fā)生。
這項(xiàng)氣候變化研究是在英國(guó)鄉(xiāng)村的一個(gè)長(zhǎng)期生態(tài)研究場(chǎng)所進(jìn)行的。15年多前,一群英國(guó)科學(xué)家通過(guò)人工控制3x3英尺土地上的溫度和水供應(yīng)來(lái)建立實(shí)驗(yàn),以揭示氣候變化的影響。自實(shí)驗(yàn)開(kāi)始以來(lái),一個(gè)國(guó)際小組維持了研究區(qū)域,該區(qū)域位于第二次世界大戰(zhàn)以前的彈藥儲(chǔ)存地點(diǎn)。
談到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地異常長(zhǎng)的弗里德利說(shuō),“世界上沒(méi)有其他類(lèi)似的東西。”
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