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植物也懂“穷则思变”!申城科学家团队最新成果揭示植物生存智慧

植物也懂“穷则思变”!申城科学家团队最新成果揭示植物生存智慧飞入寻常百姓家
来源:新民晚报   作者:郜阳   2024-04-08 08:18:51

图说:幼苗实验设计图 采访对象供图(下同)

新民晚报讯(记者 郜阳)“穷则变,变则通,通则久”,此句箴言源自《周易·系辞下》,意为人们在面对困境时(穷),会主动寻求变化(变),寻找出路(通),进而实现长久的发展(久)。近日,华东师范大学生态与环境科学学院和浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站沈国春教授科研团队,在国际权威学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表了一项创新性研究,发现“穷则思变”不仅适用于人类,在植物界的“生存大战”中同样存在!

“这一发现揭示了植物在面对困境时,主动寻求变化,以谋求持续长久发展的智慧。”沈国春说。

围绕处于竞争劣势的植物将如何维持自身种群这一问题,研究团队通过为期3年的幼苗实验,基于10个乔木物种6750株幼苗的10个关键功能性状,从简单的两物种竞争到复杂的多物种竞争,从均质的非生物环境到异质的非生物环境,全面系统地检验了不同情境下种内性状的变化特征。

实验研究表明,在缺乏竞争的均质环境中,种内性状变异与物种竞争能力之间相互独立。但是,一旦引入种间竞争或空间异质环境,这两者之间就显示出强烈的权衡关系。具体而言,竞争能力较弱的物种(“穷”),会展现出更高的种内性状变异(“变”)。

图说:实验物种的竞争能力和种内性状变异之间的关系

进一步研究揭示,这种权衡关系主要由弱竞争物种的功能性状可塑性响应驱动。当这些物种面临种间竞争或异质性环境的挑战时,它们的功能性状,特别是细根性状,会展现出高度的可塑性变化。相比之下,强竞争物种的种内性状变化,远小于弱竞争物种。植物的这种“穷则思变”的生存策略,能使弱竞争物种更好地适应环境压力,提高它们与强竞争物种的共存机会。

“这项研究不仅揭示了植物界的生存法则,也为我们进一步理解种间竞争和种内性状变异性如何共同塑造植物群落提供了新的视角。”华东师范大学生态与环境科学学院博士后、论文第一作者杨菁表示,“在自然界中,植物可通过积极的性状变化来应对各种挑战。这种生存智慧不仅丰富了人们对物种共存机制的认识,也为物种保护和恢复工作提供了科学依据和实验数据支撑。”

编辑:郜阳
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