科研进展

植物所科研人员研究揭示植物生活史性状与生殖代价的关系

来源:植物研究所发布时间:2022-06-21

  在自然环境中,生物个体所能获取的资源(能量、空间和传粉者等)是有限的,为了实现最大的适合度,生物会充分利用有限的资源优化生活史变量,比如存活与生殖之间、子代的数量与大小之间存在的此消彼长的权衡现象。生殖代价指的是当前的生殖与未来的适合度之间的权衡,影响着生物适应性进化和群体动态。生殖代价的表达依赖于环境条件,而环境的时空变化会使生殖代价和最优生活史随之发生变化。以往的研究主要关注环境因子如温度、生长季长度和土壤水分等对生殖代价的影响,而对生活史性状即生物本身的固有属性与生殖代价的关系知之甚少。 

  中科院植物所金效华研究组以同域生长但在生活史性状上存在明显对比的四种兰科植物(单花物种vs多花物种,克隆植物vs非克隆植物)为研究对象,通过连续三年的人工控制实验,研究了共存物种的生殖权衡策略。结果发现,自然生殖的代价表现为次年叶片变小、开花概率降低,而增加生殖还会减少次年植株萌发概率。生殖代价在多花种被检测到的频率比在单花种高,非克隆、多花种的生殖和开花代价表现的最为突出。这一发现表明结实率高的多花物种,其生殖代价也高。进一步研究发现,多花物种生殖代价高可归因于对生殖部件的高比例资源分配和较长的花寿命。然而,克隆大小与生殖代价无关,这一结果与假设不一致。研究揭示了具有类似生态位但生活史性状不同的共存物种能通过生殖代价的差异降低物种间的竞争、促进物种的多样性,这拓展了大家对植物生活史进化及其影响因素的认识。 

  该研究成果于617日在线发表于国际学术期刊Journal of Ecology,植物所孙海芹副研究员为第一作者和通讯作者,该研究得到了国家自然科学基金的资助。 

  文章链接 

   

四种兰科植物在人工授粉和去花后次年的开花概率 


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