首页 >> 媒体环生 >> 正文
厦门日报:干旱使植物更强?厦大团队揭晓奥秘
发布时间:2022年06月27日 点击数:

“那些杀不死我们的,终将使我们更强大。”哲学家尼采的这句名言,植物们可能深谙此道——近日,一支由厦门大学和瑞士、德国多所研究机构组成的科研团队发现,没能“杀死”植物物种的干旱,能使不同植物物种更好地协同应对干旱。

近日,这项研究成果在线发表在国际顶尖学术期刊《自然》旗下的子刊《自然-通讯》。厦门大学环境与生态学院副教授陈宇新是论文的第一作者兼通讯作者。

B452

▲研究团队在武夷山开展生物多样性调查。

混种植物

会记住“干旱经历”

陈宇新说,他们进行了单一物种栽培和混合物种栽培的实验。“混种”,指的是将两个不同物种的植物种在一起。

为什么混种在一起的植物能更好地应对干旱?陈宇新和团队成员分析其背后的原因,可能与“种间互补性”有关。

遭遇多次干旱后,种在一起的不同植物似乎默契地“达成了某种协议”,从原本全力争夺资源的竞争关系变为相互让步的关系,它们对资源的偏好发生了差异,以求共同生存下去。

用大白话说,植物似乎形成了对过去“苦难”的“记忆”,但这种记忆魔法只有在不同物种共同生活的条件下才能发挥出来——生物多样性较高时,各种植物对资源的竞争就较弱,这样就可以让不同物种在干旱后都恢复得很快,从而促进生物多样性的维持和生态系统的稳定。

陈宇新说,如果我们让物种分居,这种记忆魔法就失效了:单一物种对资源的竞争很激烈,植物在干旱后就很难恢复过来。

换句话说,曾经共“患难”过的植物后代的各个物种之间对资源的利用形成了更好的分工配合。

倒推可知,如果生物多样性增加了,物种间的互补性也会增强,从而生态系统功能也更加稳定。

大自然拥有

自己的“智慧”

论文发表之后,这群“拈花惹草”的科学家经常被问到一个问题:坚持近十年的研究,有啥意义?陈宇新被本报记者问及此事时,停滞了几秒钟后说,要从矛盾说起。

他说,提高生物多样性可以缓解全球气候变化,因此我们要保护好生物多样性。但是,这其实也有矛盾:气候变化是威胁生物多样性的罪魁祸首之一,言下之意是,我们怎样才能保证生物多样性既可以挺过气候变化,还能进一步地让生物多样性可持续地助力气候变化缓解?陈宇新的团队苦苦搜寻的“种间互补性”就是解开谜题的关键。

也就是说,某种意义上,这项研究为生态系统如何响应和适应愈加频繁的极端气候事件提供了新见解——大自然拥有自己的“智慧”,生物多样性为植物应对和适应干旱提供了各种演化潜能。

论文共同通讯作者、来自瑞士苏黎世大学的教授Bernhard Schmid解释道:“研究结果意味着,如果想提高生态系统对未来气候的适应性,不同的植物物种必须共同经历极端气候事件的考验。因此,我们的结果对于气候变化下的生物多样性保护具有重要意义。”陈宇新说:“这提示了我们,只有保护好当下的生物多样性,才可能更好地应对未来的全球气候变化。”

【幕后】

几代师生接力研究

78CB

陈宇新

CE12

▲植物种子被栽培在温室中的约1000个花盆里。

今年34岁的陈宇新,本科、硕士和博士都毕业于中山大学,2016年,他到苏黎世大学,开始涉足这项干旱对植物影响的研究;2019年,他来到厦门大学,继续深入探索植物应对干旱的奥秘。

确切地说,他是“接力”这项研究。陈宇新说,这项研究前后延续了近十年,是来自不同单位的几代师生接力完成的。

实验中,陈宇新亲手培育了约1000盆植物。幼苗小且脆弱,移栽时一不小心就会被夹坏,因此培育的过程需要十分耐心,经常弯腰一坐就得大半天。

论文的发表不是研究的终结。陈宇新介绍说,这项研究现在还在持续。

陈宇新说,随着全球性气候变化,干旱等极端气候事件在未来的发生将更加频繁,并可能对生态系统的功能产生负面影响,使得生物多样性的维持与功能成为全球问题。

【实验步骤】

1 在野外种植80个草地群落,每个群落400平方米。

2 每年夏季,对其中部分群落进行连续6周干旱处理,让一半的草地无法接受正常的雨水滋润。

3 实验进行八年后,再收集这些植物的种子,栽培在温室约1000个花盆里,并重新模拟了一次极端干旱的环境。

4 最终发现:与那些一直享有充沛水分的植物的后代相比,经历过多次干旱“磨练”的植物的后代在遭遇干旱后恢复得更快,但这种效应只有在混种的情况下才比较明显。

11525

▲实验中的植物。

本版文/厦门日报记者 佘峥

通讯员 曾文萃

本版图/通讯员 曾文萃

原载于6月26日《厦门日报》A07版,原文电子版链接:https://epaper.xmnn.cn/xmrb/20220626/

Top