植物物種中的“特殊”微生物促進(jìn)了多樣性
農(nóng)業(yè)中廣泛接受的是保持遺傳多樣性很重要。在作物植物更加多樣化的地區(qū),病原體可能會殺死一些植物,但不太可能摧毀整個作物。
然而,很少有研究關(guān)注天然植物群落中的這種高度專業(yè)化的病原體。在不同的植物群落中,病原體被認(rèn)為通過殺死常見物種來維持多樣性,為稀有物種騰出空間。但是,如果像農(nóng)業(yè)一樣,病原體會傷害一個物種內(nèi)的一些植物,而不是全部,那么多樣性會發(fā)生什么呢?
耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn),在位于母樹下方的土壤中,樹苗的生長效率低于在同一物種的不同個體下發(fā)現(xiàn)的土壤。在排除其他潛在驅(qū)動因素后,他們得出結(jié)論,增長的差異很可能是由于專門研究基因型水平的微生物病原體。理論模型顯示,這種高度專業(yè)化的病原體可以幫助維持樹木群落的多樣性,并促進(jìn)種子在進(jìn)化時間尺度上的擴散。
“我們經(jīng)常將病原體視為害蟲,”蘇黎世大學(xué)博士后研究員,耶魯大學(xué)林業(yè)與環(huán)境研究學(xué)院(F&ES)前訪問博士生Jenalle Eck說,“但我們發(fā)現(xiàn)他們玩耍在高度多樣化的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。“
該研究發(fā)表在“ 美國國家科學(xué)院院刊”上。該論文的高級作者是F&ES熱帶森林生態(tài)學(xué)助理教授Liza Comita。
在這項研究中,Eck進(jìn)行了一個遮陽室實驗,從巴拿馬多樣化的熱帶森林中采集的種子中種植了200多株熱帶樹Virola surinamensis幼苗。盆的土壤來自幼苗的母樹或同一物種的其他樹木。
研究人員表明,在“母系”土壤和“非母系”土壤中生長的幼苗之間的性能差異不是土壤養(yǎng)分變化或與真菌有益的共生關(guān)系的結(jié)果,這要歸功于耶魯大學(xué)Camille Delavaux的實驗室工作。 16 MESc。,目前是堪薩斯大學(xué)的博士生。
使用由F&ES的博士后助理Simon Stump設(shè)計的計算機模擬模型,該團隊隨后發(fā)現(xiàn)這些病原體可以促進(jìn)物種共存,并可導(dǎo)致種子擴散增加,從而創(chuàng)造出允許病原體更有效地促進(jìn)多樣性的景觀。
“這些結(jié)果表明,高度專業(yè)化的病原體可能是植物種群和群落動態(tài)的重要但卻被忽視的驅(qū)動因素,”Comita說。“我們的研究結(jié)果強調(diào)了在熱帶森林中保護(hù)物種和遺傳多樣性的重要性。”
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