木本植物跨洲间的温度生态位保守性比较

导读

在气候变化的背景下，物种气候生态位的进化可塑性最近被广泛讨论，因为如果物种具有很高的遗传可塑性，它们可能就地适应新的气候；否则，它们将不得不追踪气候变化，迁移到新的地理空间中。那么对于植物来说，他们是更具有可塑性还是保守性呢？本文采用安第斯山脉与喜马拉雅山脉的木本物种数据，比较物种的进化生态位保守性。

 

▉  原文信息

 

 

▉  正文

温度作为环境梯度限制着物种对资源获取的时间与能力，植物可以通过繁殖来追踪温度空间，因此，生态空间上的生态位分化在一定程度上反映了进化空间上的生态位分散，如高斯物种包装模型（species packing，图1上）。然而，进化性生态位保守性（Phylogenetic niche conservatism；PNC）提出，生态位的进化受到种或属所归属的进化枝的祖先属性的限制。表明了不同范围同属种的生态位高度重叠的原因（图1下）。本研究中作者采用安第斯山脉与喜马拉雅山脉的木本物种数据，提出问题：所研究的属是否具有或多或少非对称的钟形响应曲线，该曲线是由每个区域同属种的温度范围重叠引起的。接着，作者验证了假说：本研究中的八个木本植物的属系沿温度梯度的排序，包括中心趋势、绝对范围大小和最低温度边界，在各大洲之间相似。

 

问题：属对温度有钟形响应吗？

 

喜马拉雅山脉中有80％的植物具有且模式最清晰（图2），但这项研究拒绝了该属的范围随物种数量的增加而增加的假说；相反，他们发现所有区域的大多数属都沿着温度梯度形成近似钟形的响应；为了消除空间自相关对进化的影响，作者扩大空间范围，进行了洲际比较；

 

假说：不连续属在不同大陆半球的顺序是一致的

 

同一属在两大洲的热带和温带地区都具有集中趋势（图3），耐寒性是进化沿袭所固有的。在这些木本植物中，PNC和生态位分化同时存在；PNC对鳄梨属的影响比柿属更大；使用不连续属的洲际比较的优势，这些不连续属的沿着温度梯度的顺序很可能是由植物固有的温度耐受性而不是由于未能远离其祖先温度范围而扩散决定的。

 

防冻性必须是通过进化得以保留的重要属性；作为小生境理论的扩展，PNC面临的挑战在于它涉及在较大的空间尺度和较长的时间跨度内运行的生态，演化和地质过程。目标属中的大多数物种可能追踪气候变化，而不是原地适应。与PNC和属的温度趋中趋势一致，人们可能会期望具有更高生存可能性是物种将其实际温度生态位扩展到属的中心趋势。

 

▉ 总结

大部分同属种发现向着属的中央靠拢，新的物种与他们的祖先相比不会扩散到非常远的地方，温度内部的容忍度与协变量如生产力或土壤状况等是解释不同大陆半球上不连续属在温度梯度上的顺序一致的主要因素，因此同一进化枝的温度容忍度在时间空间上都得以保存。

 

本文编辑：

常雅荃 | 哥本哈根大学 硕士在读

研究方向：宏观生态学，功能生态学，生物地理学