干旱胁迫驱动植物群落化学多样性趋同：生态代谢组学揭示环境适应新机制

来自多国的研究团队针对干旱如何影响植物功能性状与代谢组变异这一科学问题，通过沿撒哈拉干旱梯度对8个植物群落开展研究，整合功能性状（SLA、LDMC等）和代谢组学（特征峰、化学类群、β多样性）分析，发现干旱加剧导致群落和种内水平化学性质趋同（化学多样性降低），而功能性状变化不显著。该研究首次证实代谢组比功能性状对环境变化响应更敏感，为预测气候变化下植物适应性进化提供了新视角。

　　

最新研究揭示了干旱环境对植物化学组成的深刻影响。通过沿撒哈拉以南干旱梯度选取8个典型植物群落，科学家们系统分析了群落水平功能性状（包括比叶面积SLA、叶面积、叶片干物质含量LDMC和株高）与代谢组特征（化学特征峰、类群组成和结构多样性）的响应模式，并同步研究了白蒿（Artemisia herba-alba）种内代谢组α/β多样性的变化。

研究发现随着干旱加剧，植物群落的化学相似性显著增加。具体表现为：化学特征峰数量减少、类群多样性降低、结构变异缩小，呈现出明显的化学性质趋同（underdispersion）现象。有趣的是，这种变化在群落水平和白蒿种内水平表现一致，而传统功能性状对干旱的响应则相对迟钝。

该研究首次证实植物代谢组（metabolome）比功能性状（functional traits）对环境变化具有更敏感的响应能力。在气候持续干旱化的背景下，这一发现预示植物化学组成的改变可能先于形态特征的变化，为理解植物适应环境变化的分子机制提供了新视角。研究采用的生态代谢组学（eco-metabolomics）方法，通过结合Rao's二次熵（Rao's quadratic entropy）和β多样性分析，为生态学研究提供了创新性的技术框架。