WikiEdge:BioRxiv-2024.09.16.613311

• 标题：Adaptation to climate in the native and introduced ranges of a cosmopolitan plant
• 中文标题：一种广泛分布的植物在本土和引入区域对气候的适应
• 发布日期：2024-09-19
• 作者：Albano, L. J.; Bastias, C. C.; Estarague, A.; Hendrickson, B. T.; Innes, S. G.; King, N.; Patterson, C. M.; Tudoran, A.; Vasseur, F.; Puentes, A.; Violle, C.; Kooyers, N. J.; Johnson, M. T.
• 分类：evolutionary biology
• 原文链接：10.1101/2024.09.16.613311

摘要：气候变化和全球入侵物种的扩散目前是全球生物多样性面临的两大威胁。然而，适应性在生物对气候变化的反应或在物种入侵中的作用仍然理解不足。我们进行了一项大规模的跨大陆共同花园实验，以理解一种全球性植物在其原生和引入范围内对气候空间时间变化的适应性。我们从欧洲（原生地）和北美（引入地）的96个白三叶（Trifolium repens）种群中选取个体，种植在位于北欧（瑞典乌普萨拉）和南欧（法国蒙彼利埃），以及北美（加拿大密西沙加）和南美（美国路易斯安那州）的四个实验共同花园中。我们在每个共同花园中记录了植物的性和无性繁殖适应性，并评估植物是否最适应当地气候，原生和引入范围的本地适应性强度是否有所不同，以及种群是否显示出对近期气候变化的快速适应的证据。结果显示，白三叶具有本地适应性，尤其是在纬度较低的地方，但是本地适应性的主要生物气候驱动因素因纬度而异。我们还发现，只有当种群被移植到与其起源相同的范围（原生或引入）的共同花园中时，才明显表现出强烈的本地适应性，这表明在T. repens种群中，自其引入北美以来不到400年的时间里，就已经出现了跨大纬度梯度的快速本地适应。然而，我们在引入范围的北部共同花园中确实发现了一些适应滞后的证据，来自历史上稍微温暖气候的植物表现出最大的适应性。这表明，尽管有证据表明白三叶种群对历史气候条件和引入后的快速本地适应，但白三叶种群的进化速度可能比气候变化的速度慢。

问题与动机

作者面对的研究问题包括：

• 白车轴草（Trifolium repens）种群是否适应其原产地的气候，并且这种适应性在不同地理位置是否有差异？
• 白车轴草在其原产地（欧洲）和引入地（北美）的适应性是否有差异？
• 在白车轴草的原产地和引入地，哪些生物气候变量对适应性有最大影响？
• 白车轴草种群是否存在对气候变化的适应滞后现象，即来自较温暖和/或干燥气候的种群是否比当地种群具有更高的适应性？
• 氰化物生成和草食作用在推动白车轴草的本地适应中扮演什么角色？

背景介绍

这篇文献的背景主要集中在以下几个方面：

气候变化与生物入侵

• 气候变化和全球生物入侵是当前对全球生物多样性构成最重大威胁的两个因素。
• 然而，适应性在生物对气候变化的响应中的作用，或在促进物种入侵中的作用仍然不甚清楚。

本地适应与物种入侵

• 本地适应是指自然选择导致种群演化出对特定地点环境条件有利的性状。
• 空间环境的生物和非生物因素的变化导致基因型在不同环境中的相对适应度发生变化，这可能导致适应度权衡。

环境快速变化下的本地适应

• 环境的快速变化可能导致之前适应环境的性状变得不适应，如果适应速度赶不上环境变化速度，可能会降低种群的适应度。

生物入侵与快速本地适应

• 快速适应可能有助于种群对气候变化的响应，也可能有助于物种引入期间的建立和范围扩张。
• 入侵物种可能因为对新生物和非生物环境的快速本地适应而变得更加难以根除。

本地适应、物种引入和人为环境变化的相互作用

• 研究本地适应在物种原生和引入范围内的作用，以及阐明可能导致快速适应和入侵成功的环境条件，对于理解当前人为引起的生物多样性危机至关重要。

植物-食草动物互作

• 植物-食草动物互作可以作为同时研究本地适应、物种对环境变化的响应和生物入侵的焦点。
• 食草动物群落通过对抗性较低的植物的偏好性取食，影响植物防御的进化。

综上所述，这篇文献的背景强调了在气候变化和生物入侵的背景下，研究植物的本地适应性、生物入侵和人为环境变化对生物多样性的影响的重要性。