關(guān)于植物性狀進(jìn)化的自然選擇機(jī)制研究一直聚焦在自然環(huán)境因素，如氣候和土壤因素，而關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)管理和土地利用對(duì)植物性狀進(jìn)化的自然選擇作用的研究長(zhǎng)期滯后于前者。實(shí)際上從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的管理應(yīng)該充分考慮人為管理或土地利用方式對(duì)植物的自然選擇作用。鑒于此，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)組王正文研究員及其合作者開(kāi)展了相關(guān)研究，目的是考察長(zhǎng)期的土地利用方式（割草和放牧等）對(duì)植物的覓養(yǎng)能力和競(jìng)爭(zhēng)適合度的影響是否具有跨世代效應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)初期將來(lái)源于不同土地利用方式（割草、放牧及其不同強(qiáng)度）的58個(gè)白三葉（Trifolium repens）種群的種子（每個(gè)種群有三個(gè)家系為代表）種在實(shí)生苗培養(yǎng)盤(pán)里，待萌發(fā)并長(zhǎng)成至少具有3個(gè)復(fù)葉時(shí)，在每個(gè)家系的實(shí)生苗培養(yǎng)盤(pán)中選擇均勻健康的四個(gè)實(shí)生苗，分別移栽至通過(guò)事先種植競(jìng)爭(zhēng)者（一定比例的禾草和雜類(lèi)草混合）形成的四種具有不同競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的矩形實(shí)驗(yàn)盤(pán)中。這四種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境依次為無(wú)競(jìng)爭(zhēng)者存在、競(jìng)爭(zhēng)者均勻分布、競(jìng)爭(zhēng)者集中分布于實(shí)驗(yàn)盤(pán)的左半邊和右半邊，其中后兩種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的唯一差別在于白三葉實(shí)生苗種植在競(jìng)爭(zhēng)者種植區(qū)域內(nèi)還是區(qū)域外。研究結(jié)果表明：1）白三葉未在水平方向表現(xiàn)覓養(yǎng)行為，但卻在垂直方向表現(xiàn)了強(qiáng)烈的覓養(yǎng)行為：即在有競(jìng)爭(zhēng)者存在時(shí)葉柄顯著伸長(zhǎng)；2）競(jìng)爭(zhēng)者的存在顯著降低了開(kāi)花頻率、營(yíng)養(yǎng)繁殖和地上生物量這三個(gè)植株適合度指標(biāo)；3）葉柄長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)繁殖后代數(shù)目都與母代所處群落的生產(chǎn)力、刈割和放牧強(qiáng)度相關(guān)，但這種跨世代效應(yīng)依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)處理中競(jìng)爭(zhēng)者的存在與否和分布格局；4）我們未能將這種跨世代效應(yīng)區(qū)分為母代環(huán)境的遲滯效應(yīng)（carry-over effect）、表觀遺傳(epigenetic mechanism) 還是典型進(jìn)化機(jī)制，但研究結(jié)果已表明土地利用不僅對(duì)植物具有直接效應(yīng)，也會(huì)對(duì)植物后代的性狀產(chǎn)生選擇壓力，這一點(diǎn)啟示我們?cè)谥贫ㄩL(zhǎng)期的生態(tài)系統(tǒng)管理對(duì)策或制度時(shí)，應(yīng)該將這種長(zhǎng)期的跨世代效應(yīng)考慮在內(nèi)。
上述結(jié)果發(fā)表在生態(tài)類(lèi)期刊Oecologia上。
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圖1. 不同競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下白三葉營(yíng)養(yǎng)繁殖能力（以生根子代分株數(shù)表征）與母代所處草地的生產(chǎn)力(a)、刈割強(qiáng)度(b)和放牧強(qiáng)度(c)的關(guān)系；圖中自左向右依次為無(wú)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境(No Comp)、全競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境(Comp)、開(kāi)始生長(zhǎng)無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的異質(zhì)性競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境(No Comp-Comp)、開(kāi)始生長(zhǎng)有競(jìng)爭(zhēng)的異質(zhì)性競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境(Comp-No Comp)，下同
圖2. 不同競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下白三葉生物量與母代所處草地的刈割強(qiáng)度的關(guān)系
圖3. 不同競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下白三葉葉柄長(zhǎng)與母代所處草地的生產(chǎn)力(a)、刈割強(qiáng)度(b)和放牧強(qiáng)度(c)的關(guān)系
