中科院植物入侵性与地上地下资源分配机制研究获进展

中科院植物入侵性与地上地下资源分配机制研究获进展

生物地上地下互作问题是近年来很多生态学家关注的热点。植食者地上地下互作对于植物种群和群落结构组成具有重要影响。很多外来植物的成功入侵归因于逃逸了与其协同进化的天敌昆虫(天敌假说)以及可能的资源再分配(进化增强竞争力假说)。然而以往的研究多集中于入侵植物与地上昆虫之间的相互作用，忽略了地下昆虫以及地上昆虫和地下昆虫之间相互作用对入侵植物的影响。

中科院武汉植物园入侵植物生物学课题组黄伟博士在丁建清研究员和中科院外籍研究员、美国莱斯大学Evan Siemann教授指导下，以入侵植物乌桕(Triadicasebifera)和专食性昆虫跳甲(Bikashacollaris)为对象，研究了跳甲地上成虫和地下幼虫对乌桕入侵地种群和原产地种群的影响，以及不同种群植物地上(茎叶)地下(根)部位对昆虫的防御。研究发现，地上成虫对原产地植物种群生长发育的影响较大，而地下幼虫对入侵地种群生长发育影响较大；与原产地种群相比，入侵地种群降低了对地上成虫和地下幼虫的抗性，而增高了对地上成虫取食的耐受性，但是对地下幼虫取食的耐受性不变。这些结果表明了入侵植物地上地下防御水平发生了变化。此外，研究还发现，地下幼虫抑制了地上成虫的生长发育，而地上成虫则促进了地下幼虫生长发育，并且这种现象在入侵地种群上更为明显。

以上结果表明，入侵植物在新的选择压力下，演化出新的防御策略来应对地上和地下昆虫的危害，从而有利于其成功入侵并对地上地下昆虫群落产生不同的影响。入侵植物将更多资源的分配到地上部分，采取了“地上优先”的生长策略。这种新的资源分配方式既可提高入侵植物的竞争力，又可增强入侵植物对地上昆虫取食的耐受性。这些发现对于指导入侵植物生物防治同样具有重要意义。(ZB)