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入侵植物入侵种群的竞争力一定高于原产地种群吗?不同的竞争对象会得出不同的结论(图文)

时间:2015-10-26 11:44:54  来源:中国科学院西双版纳热带植物园  作者:

 

    根据进化增强竞争能力假说(Evolution of Increased Competitive Ability (EICA) hypothesis),外来入侵植物到达入侵地后,由于逃脱了原产地天敌的控制,会把原来用于防御天敌的物质和能量转移到生长系统,使竞争能力增强,即入侵种群的竞争力高于原产地种群。然而,近几年,国内外越来越多的学者发现了与EICA假说预期不一致的结果,这可能是由于不同的实验中选用的竞争对象不一致造成的。 

  版纳植物园生理生态组的研究人员在墨西哥莫雷洛斯州的同质种植园内,以外来入侵植物紫茎泽兰为实验材料,通过紫茎泽兰原产地(墨西哥)种群和入侵地(中国和印度)种群直接竞争,以及两地种群分别与原产地(中国)的本地种和入侵地(墨西哥)的本地种竞争,来比较紫茎泽兰原产地种群和入侵地种群的竞争力。结果表明,当与中国的本地种竞争时,入侵地种群的竞争力高于原产地种群;但当与墨西哥的本地种竞争时,原产地和入侵地种群的竞争力无显著差异。原产地和入侵地种群直接竞争时,入侵种群的竞争力低于原产地种群。此外紫茎泽兰入侵种群也比原产地种群更适应在高密度条件下生长。以上结果可能与紫茎泽兰到达入侵地后发生了适应性进化有关。 

  紫茎泽兰本身含有很多化感物质,由于入侵地的本地种与其共同进化的历史时间较短,受其抑制程度较高;但原产地的本地种与其共同进化的历史时间较长,对其化感物质不敏感。自然选择性进化可能会使得紫茎泽兰入侵种群的化感作用越来越强。这就导致了与中国本地种竞争时,紫茎泽兰入侵种种群的竞争力高于原产地种群;但当与墨西哥本地种竞争时,两地种群的竞争力差异不显著。此外,紫茎泽兰入侵种群的根生物量分数显著低于原产地种群,这可能是由于入侵地的水分条件显著优于原产地,导致紫茎泽兰的生物量分配发生了适应性进化。在原产地的同质种植园内,当原产地种群和入侵地种群直接竞争时,由于原产地水分条件较差,地下竞争激烈,入侵种群低的根生物量分数反而使其处于竞争劣势。紫茎泽兰在入侵地经常大面积、高密度分布,可能已经进化出了一些适应高密度条件的生长策略(形态或生理方面)。因此入侵种群比原产地种群更适应在高密度条件下生长。 

  相关研究成果以Are invasive plants more competitive than native conspecifics? Patterns vary with competitors为题发表于Scientific Reports 

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