中科院植物入侵性與地上地下資源分配機(jī)制研究獲進(jìn)展

中科院植物入侵性與地上地下資源分配機(jī)制研究獲進(jìn)展

生物地上地下互作問(wèn)題是近年來(lái)很多生態(tài)學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)。植食者地上地下互作對(duì)于植物種群和群落結(jié)構(gòu)組成具有重要影響。很多外來(lái)植物的成功入侵歸因于逃逸了與其協(xié)同進(jìn)化的天敵昆蟲(chóng)(天敵假說(shuō))以及可能的資源再分配(進(jìn)化增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力假說(shuō))。然而以往的研究多集中于入侵植物與地上昆蟲(chóng)之間的相互作用，忽略了地下昆蟲(chóng)以及地上昆蟲(chóng)和地下昆蟲(chóng)之間相互作用對(duì)入侵植物的影響。

中科院武漢植物園入侵植物生物學(xué)課題組黃偉博士在丁建清研究員和中科院外籍研究員、美國(guó)萊斯大學(xué)Evan Siemann教授指導(dǎo)下，以入侵植物烏桕(Triadicasebifera)和專(zhuān)食性昆蟲(chóng)跳甲(Bikashacollaris)為對(duì)象，研究了跳甲地上成蟲(chóng)和地下幼蟲(chóng)對(duì)烏桕入侵地種群和原產(chǎn)地種群的影響，以及不同種群植物地上(莖葉)地下(根)部位對(duì)昆蟲(chóng)的防御。研究發(fā)現(xiàn)，地上成蟲(chóng)對(duì)原產(chǎn)地植物種群生長(zhǎng)發(fā)育的影響較大，而地下幼蟲(chóng)對(duì)入侵地種群生長(zhǎng)發(fā)育影響較大；與原產(chǎn)地種群相比，入侵地種群降低了對(duì)地上成蟲(chóng)和地下幼蟲(chóng)的抗性，而增高了對(duì)地上成蟲(chóng)取食的耐受性，但是對(duì)地下幼蟲(chóng)取食的耐受性不變。這些結(jié)果表明了入侵植物地上地下防御水平發(fā)生了變化。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，地下幼蟲(chóng)抑制了地上成蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，而地上成蟲(chóng)則促進(jìn)了地下幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育，并且這種現(xiàn)象在入侵地種群上更為明顯。

以上結(jié)果表明，入侵植物在新的選擇壓力下，演化出新的防御策略來(lái)應(yīng)對(duì)地上和地下昆蟲(chóng)的危害，從而有利于其成功入侵并對(duì)地上地下昆蟲(chóng)群落產(chǎn)生不同的影響。入侵植物將更多資源的分配到地上部分，采取了“地上優(yōu)先”的生長(zhǎng)策略。這種新的資源分配方式既可提高入侵植物的競(jìng)爭(zhēng)力，又可增強(qiáng)入侵植物對(duì)地上昆蟲(chóng)取食的耐受性。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于指導(dǎo)入侵植物生物防治同樣具有重要意義。(ZB)