研究發現科隆的植物種群適應了城市環境 _植物

科隆街道上種植的水芹(Arabidopsis thaliana)的基因構成差異很大，這使得這些植物能夠適應當地的環境條件，如溫度和人類干擾。信用:賈絲汀·弗洛雷斯
據科隆大學：來自科隆大學、波茨坦大學和馬克斯·普朗克植物育種研究所的研究小組發現，分布在科隆街道上的小型雜草水芹(Arabidopsis thaliana)的區域系在典型的生命周期特征方面差異很大，例如開花和發芽的調節。這使它們能夠適應當地的環境條件，如溫度和人為干擾。
來自合作研究中心/ Transregio 341“植物生態遺傳學”的研究人員發現，環境條件會從區域多樣的植物品系池中過濾掉不合適的品系，因此只有具有合適性狀的品系才能存活。
“這一過程被稱為‘環境過濾’，是眾所周知的推動植物物種在特定位置建立或持續的過程。安雅·林施塔特最近離開科?。?成為波茨坦大學生物多樣性研究的教授，她說:“看到完全相同的過程也適用于一個物種的不同品系，真是令人著迷。” 。這項研究發表在《生態學雜志》上的文章“擬南芥城市種群生活史特征多樣性的環境過濾”中。
擬南芥是植物研究中最常見的模式生物，因此對植物生物學非常重要。大多數關于擬南芥的研究工作都集中在單個個體的后代，即所謂的Col-0系，而科隆地區自然生長的植物顯示出多種系。
CRC TRR 341的發言人Juliette de Meaux教授解釋說:“在我們的研究聯盟中，我們致力于了解實驗室中的發現如何在自然界中顯現” 。“一開始，我們問自己:lab系列Col-0是否與科隆自然呈現的系列相似？但后來，我們開始意識到我們的街道上有多少生態多樣性。”
這項研究中分析的植物是由該研究的第一作者Gregor Schmitz博士在上班途中收集的。他注意到擬南芥在環境條件非常不同的地方自然生長。這些包括幾乎沒有水和營養供應的斑塊，如小的路面裂縫，但也包括高度干擾的棲息地。當科學家們對植物基因組進行排序時，他們發現城市線條之間的相關性并不比更大區域的線條之間的相關性更強。
令他們驚訝的是，生物學家發現科隆的擬南芥種群在生命周期特征方面存在很大差異。這些差異有助于它們在棲息地的持久性，這些棲息地主要是在它們受到人類活動(如除草或割草)干擾的程度上有所不同。“換句話說，我們在整個城市中發現的基因多樣性不是隨機分布的，而是與城市環境中的特定差異相匹配，”Schmitz說。
大多數植物利用寒冷來調節開花的時間。通過這種方式，它們確保開花不會發生在隆冬。在科隆的街道上，科學家們發現了利用低溫調節開花的擬南芥品系，也發現了不利用低溫的品系:它們在發芽后很快開花。
此外，該小組還發現了一些種子在高溫下暴露幾天后會休眠的品系，以及那些種子在高溫下不會休眠的品系。
“因此，不同的線可以顯示非常不同的生命周期， ”德莫說。“有些非常快，它們不需要休眠，開花前不需要低溫，而另一些較慢，它們誘導休眠的能力強，開花需要低溫。在如此小的區域內出現如此多的多樣性令人驚訝，但最令人欽佩的是看到它隨著我們街道上環境干擾的梯度而變化。”
科學家們將進一步調查環境異質性如何選擇科隆城市擬南芥植物的特定基因變異。