植物防御性状对近期气候变化的有限响应

《Evolutionary Ecology》：Limited responses of plant defence traits to recent climate change

植物防御机制对气候变化的响应研究。通过复苏保存24-40年前的种子并与现代种子进行对比实验，分析31种植物在形态与化学防御特征（叶厚度、酚类物质、脂类、灰分及C/N比）的变化。结果显示防御特征绝对变化量与形态生理特征相当，但未发现显著与气候变暖（温度降水波动、极端事件）、干旱或干旱频率相关的变化。可能受啃食压力及生物非生物因子复杂互作影响。

　　

摘要

气候变化的直接和间接影响可能对植物的抗食草动物防御机制产生重大影响。然而，关于植物形态和化学防御机制的长期历史数据非常有限，这使得难以量化自然环境中生长的植物在应对气候变化时其防御机制随时间的变化情况。我们通过种植24至40年前收集并保存的种子，成功获取了这些植物的历史防御特征数据，并将这些数据与同种植物的现代种子所培育的植株进行了比较。我们采用了一种新的方法——“气候对比复活生态学”（Climate Contrast Resurrection Ecology），在温室中培育了来自不同地点的31种植物的历史种子和现代种子，其中一些地点经历了显著的气候变化，而另一些则没有。随后，我们将现代植物与历史植物在防御特征上的差异与当地气候的变化（包括平均温度和降水量、温度和降水量的变化以及极端气候事件，如热浪、干旱和干燥期等）联系起来。我们预测，在那些气候变化较大的地点采集种子的物种中，其防御机制的变化会更加明显。研究发现，历史种群与现代种群在植物防御特征（如叶片厚度、酚类化合物、脂质、灰分以及碳氮比）方面存在显著差异。总体而言，我们测量的防御特征的变化幅度与使用相同方法测量的形态和生理特征的变化幅度相当。然而，防御特征的变化与物种所在地区的气候变化并未表现出显著的相关性。植物防御特征的变化可能更直接受到食草动物影响，并且可能受到生物和非生物因素之间复杂相互作用的影响。