在不同物种中,表型整合程度随着干旱程度的增加而增强,这一现象与它们的生命周期或资源利用策略无关

《Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics》:Phenotypic integration increases with aridity across species, independent of their life cycle or resource-use strategy

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 3.5

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  表型整合在干旱环境下呈现上升趋势,且与资源获取策略存在互补关系,但与生活史周期无关。研究在智利阿塔卡马沙漠6个低干旱度地点,对17种植物种群进行评估,揭示高表型整合与更严酷的干旱胁迫环境相关,可能作为植物应激适应机制。

  
Gisela C. Stotz | Ernesto Gianoli
安德烈斯·贝洛大学(Universidad Andrés Bello),生命科学学院(Facultad de Ciencias de la Vida),One Health研究所(Instituto One Health),República 440,智利圣地亚哥

摘要

表型整合是指植物性状之间的关联模式和程度,这可能影响植物的表现。人们认为在压力条件下表型整合会增加,但相关证据尚不明确。跨自然压力梯度进行更广泛的多物种测试对于理解表型整合作为潜在压力响应的普遍性至关重要。值得注意的是,表型整合与其他功能策略之间的关联仍需进一步研究。我们在阿塔卡马沙漠(Atacama Desert)干旱程度较低的六个地点,评估了17种植物种群中表型整合的程度是否在更干旱的地点更高。我们还研究了表型整合与资源利用策略和生命周期之间的关联。结果表明,在更干旱的地点,表型整合程度更高。尽管这些物种在更干旱的地点表现出更保守的资源利用策略,但资源获取策略与表型整合呈正相关,这表明这两种策略是互补的。最后,一年生和多年生植物的表型整合程度相似。总体而言,我们的研究结果支持表型整合可能是一种压力响应机制的观点。表型整合与植物所承受的压力程度(一年生与多年生植物)无关。研究结果表明,资源保护策略和表型整合可能是互补的压力响应策略,主要被那些较难应对干旱压力的物种采用。鉴于表型整合在当前全球变化背景下的重要性,我们的发现强调了进一步研究其生态意义的必要性。

部分内容摘要

引言

在全球变化的背景下,了解植物应对日益严峻环境压力的机制变得越来越重要。表型整合是一种潜在的重要压力响应机制(Pigliucci和Preston,2004),但目前对此的研究相对较少。表型整合定义为植物性状之间的关联模式和强度,它可以决定植物的表现(Pigliucci等,2004)。

研究地点:洛马斯植被群落(Lomas communities)

洛马斯植被群落是位于阿塔卡马沙漠(地球上最干燥的沙漠)中的植被“岛屿”,分布在从智利北部到秘鲁南部的沿海地区。虽然这些生态系统位于从北到南的降水量梯度上,但植被所经历的条件主要由雾气提供的湿度和微气候条件决定(Cereceda等,1997;Cereceda等,2008;Larrain等,2002)。洛马斯植被群落中生长着多种仙人掌。

结果

在不同物种中,NDVI值较低的(即更干旱的)地点,表型整合程度显著更高(表1;图1)。即使在考虑了物种的系统发育关系后,这一趋势仍然显著(表1)。不同物种之间的表型整合程度也存在显著差异(F值 = 4.25,P值 < 0.001)。

讨论

在17种植物中,我们发现生活在更干旱地点的种群表现出更高的表型整合程度。这些结果支持表型整合可能是植物对压力的一种适应性响应的观点(Schlichting,1989;Pigliucci和Preston,2004;Damián等,2020)。表型整合的具体模式(即哪些性状之间存在关联)因物种而异,这表明表型整合本身可能是关键因素,而不仅仅是其他因素。

未引用的参考文献

Díaz de León Guerrero等人(2020);Brondizio等人(2019)

CRediT作者贡献声明

Gisela C. Stotz: 起草初稿、方法学设计、资金申请、数据分析、数据整理及概念构建。 Ernesto Gianoli: 文稿审阅与编辑、监督及概念指导。

利益冲突声明

作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益和个人关系:Gisela Stotz表示得到了智利国家研究与发展机构(Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo)和Rufford基金会的财政支持。其他作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了Rufford基金会的小额资助[23061-1]、智利国家科学技术发展基金(FONDECYT)的11220233号资助以及ANID PIA/BASAL AFB240003号资助的支持。

数据获取声明

数据可应要求提供。
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