中科院植物入侵性與地上地下資源分配機制研究獲進展

中科院植物入侵性與地上地下資源分配機制研究獲進展

生物地上地下互作問題是近年來很多生態學家關注的熱點。植食者地上地下互作對于植物種群和群落結構組成具有重要影響。很多外來植物的成功入侵歸因于逃逸了與其協同進化的天敵昆蟲(天敵假說)以及可能的資源再分配(進化增強競爭力假說)。然而以往的研究多集中于入侵植物與地上昆蟲之間的相互作用，忽略了地下昆蟲以及地上昆蟲和地下昆蟲之間相互作用對入侵植物的影響。

中科院武漢植物園入侵植物生物學課題組黃偉博士在丁建清研究員和中科院外籍研究員、美國萊斯大學Evan Siemann教授指導下，以入侵植物烏桕(Triadicasebifera)和專食性昆蟲跳甲(Bikashacollaris)為對象，研究了跳甲地上成蟲和地下幼蟲對烏桕入侵地種群和原產地種群的影響，以及不同種群植物地上(莖葉)地下(根)部位對昆蟲的防御。研究發現，地上成蟲對原產地植物種群生長發育的影響較大，而地下幼蟲對入侵地種群生長發育影響較大；與原產地種群相比，入侵地種群降低了對地上成蟲和地下幼蟲的抗性，而增高了對地上成蟲取食的耐受性，但是對地下幼蟲取食的耐受性不變。這些結果表明了入侵植物地上地下防御水平發生了變化。此外，研究還發現，地下幼蟲抑制了地上成蟲的生長發育，而地上成蟲則促進了地下幼蟲生長發育，并且這種現象在入侵地種群上更為明顯。

以上結果表明，入侵植物在新的選擇壓力下，演化出新的防御策略來應對地上和地下昆蟲的危害，從而有利于其成功入侵并對地上地下昆蟲群落產生不同的影響。入侵植物將更多資源的分配到地上部分，采取了“地上優先”的生長策略。這種新的資源分配方式既可提高入侵植物的競爭力，又可增強入侵植物對地上昆蟲取食的耐受性。這些發現對于指導入侵植物生物防治同樣具有重要意義。(ZB)