植物的表型可塑性、异速生长及其入侵能力

收集的文献

生态学杂志890:4L4ZC?M:1KC<WJCKC;H!"$$,，45（%）：#(&)+#(((

!!!!!!!!!!!!!

植物的表型可塑性、异速生长及其入侵能力!

陆霞梅!周长芳!安树青!方!超!赵!晖!杨!茜!颜!超

（南京大学生命科学院湿地生态研究所，南京"#$$%&）

!!

摘!要!表型可塑性是指同一个基因型对不同环境响应产生不同表型的特性，特定性状的

可塑性本身可以遗传，也可以接受选择而发生进化。植物个体的异速生长是指生物体某一特征的相对生长速率不等于第二种特征的相对生长速率的特性，该特性是由物种的遗传性决定的一种固定特征，植物往往朝着最佳的异速生长曲线进化。植物特定基因型在不同环境下，诸如生物量分配和种群几何学上的一些表型差异，既可由异速生长造成，也可由表型可塑性造成。植物本身的异速生长是一种“外观可塑性”，而异速生长曲线的改变才是真正的可塑性。植物的表型可塑性、异速生长对于入侵植物的适应具有重要意义。干扰等异质性生境下表型可塑性成为物种生存扩散的有利性状，表型可塑性强的物种更有可能成为广布种。植物本身的异速生长特性或其异速生长曲线的改变都能影响其入侵能力。关键词!生态可塑性；异速生长；外观可塑性；入侵植物

中图分类号!’%()!文献标识码!*!文章编号!#$$$+()%$（"$$,）$%+#(&)+$,

!"#$%&’()*(+,-&)*)&’，,++%.#&/’,$0)$1,-)1#$#--%2(+,$&-3-./012340，567.891:;2<1:;，*=>9?2@0:;，A*=B891C，56*76?0，D*=B’01:，D*=891C（!"#$%$&$’()*’$+,"-./

<;4%"’#’=(&:",+()0(+(12，304((+()5%)’30%’"0’，6,"7%"18"%9’:#%$2，6,"7%"1"#$$%&，;4%",）

"$$,，45（%）：#(&)+#(((E.0(+(12，

67-&/,*&：F94:CGHI0JIK1LG0J0GH0LG94IMCI4MGHG91G1;0N4:;4:CGHI4J1:IMCO?J4O0<<4M4:GI94:C2GHI4L0:M4LIC:L4GCN1M0C?L4:N0MC:34:G1KJC:O0G0C:L，1:O1GM10GG91G91L1J4MG10:;4:4G0JP1L0L1:OJ1:4NCKN40:O4I4:O4:GKHE*KKC34GMH0L?L4OGCLG?OH1:O341L?M4G94M4K1G0N4;MCQG9C<C:4I1MGC<1:CM;1:0L3，0:JC3I1M0LC:Q0G9G94CG94MI1MGLC<G94CM;1:0L3ER941KKC34GMHC<1IK1:G0:O0N0O?1KJ1:P4L44:1L1<0S4OGM10GO4G4M30:4OPHG940:94M0G1:J4C<LI4J04L，1:OIK1:GL4NCKN4GCQ1MOLCIG031K1KKC34GM0JGM1T4JGCMHER94I94:CGHI0JN1M01G0C:LC<1LI4J0<0J;4:CGHI4?:O4MO0<2<4M4:G4:N0MC:34:G1KJC:O0G0C:LL?J91LP0C31LL1KKCJ1G0C:1:OJC33?:0GH;4C34GMHO0<<4M4:J431HM4L?KG<MC31KKC34GM0J;MCQG91:OI94:CGHI0JIK1LG0J0GH1LQ4KKER941KKC34GMHC<1IK1:GJ1:

，Q94M41LG94M41KIK1LG0J0GH0LG94J91:;4C<G941KKC34GM0JGM1T4J2P4L44:1L‘1II1M4:GIK1LG0J0GH’

GCMHEUCG9I94:CGHI0JIK1LG0J0GH1:O1KKC34GMH1M4G9403ICMG1:GGM10GL<CMG940:N1L0N4:4LLC<IK1:GLER94LI4J04LQ0G990;94MI94:CGHI0JIK1LG0J0GHQC?KO1O1IGGC3CM494G4MC;4:4C?L91P0G1GL，1:OI94:CGHI0JIK1LG0J0GHQC?KOP4JC341P4GG4MGM10G<CMG94L?MN0N1K1:OLIM41O0:94G4MC;4:4C?L4:N0MC:34:GER94IK1:G0:N1L0N4:4LLJ1:P40:<K?4:J4OPHPCG9G941KKC34GMHC<IK1:G1:OG94J91:;4C<1KKC34GM0JGM1T4JGCMHE

8#’9%/0-：4JCKC;0J1KIK1LG0J0GH；1KKC34GMH；1II1M4:GIK1LG0J0GH；0:N1L0N4IK1:GE

:;引;言

植物入侵是当前生态学研究领域的重要课题（黄建辉等，"$$&；马晔和沈珍瑶，"$$Y）。在对植物入侵过程进行分析时，研究者逐渐意识到植物本身

（&$($$$V(）。!国家自然科学基金资助项目

!!通讯作者W2310K：*:L9@X:T?E4O?EJ:收稿日期："$$Y2##2$Y!!接受日期："$$,2$V2#$

#%%,）。物种的“入侵能力”的重要性（刘静玲等，

入侵能力与其生物性状的关系是入侵生态学的基本问题之一（*KI4MG’$,+<，"$$$）。物种的表型可塑性是生物界普遍存在的现象；特定性状的可塑性本身可以遗传，也可以独立接受选择而发生进化（F0;2K0?JJ0，"$$#）。物种之间，尤其在其他性状都很相似的近缘物种之间，表型可塑性的差异可能就是其入侵能力差异的原因或者至少是部分原因（耿宇鹏

收集的文献

陆霞梅等：植物的表型可塑性、异速生长及其入侵能力*#E+

等，!""#）。植物个体的异速生长可被看成是由物种遗传性所决定的一个固定特性（$%&%’()’%，*+,+），它是生长和分配之间的一个定量关系。大多数植物的生物量分配应该是异速生长响应（-)./)’，!""#）。植物以异速生长方式进化响应诸多选择压力和约束，并且这些方式解释了植物种群的许多行为（0123//%456%78239):%/，*+++）。植物的异速生长和表型可塑性会对植物的入侵能力产生影响（;6)(%4<!"#$%，*++=；李博等，!""*；0./)’!#!"表型可塑性与入侵能力

表型可塑性和适应性之间的相关性包括入侵种的生物学基础和生态学基础!个方面（黄建辉等，!""E）。一方面，一些广布种，如杂草以及某些入侵植物都能在很广的地理范围和多样化的环境中很好的生存；遗传分化或表型可塑性或者两者的结合可能是这些物种能够占据广阔分布区和多样化生境的原因（?49@%/，*++>；C4)7!"#$%，!"""）。另一方面，干扰下的生境往往具有不可预测、快速变化以及异!"#$%，!"">；?@3695’)/!"#$%，!"">）。

本文系统介绍了物种表型可塑性和异速生长，探讨了两者之间的相互联系，并对植物入侵的相关性与研究方法进行了总结，以期推动我国对上述领域的研究。

!"植物表型可塑性及其入侵能力!#$"表型可塑性

植物的表型可塑性（A6)/3@7A.1A9%B@.1.@7）是指同一个基因型对不同环境应答产生不同表型的特性，它被认为是有机体对环境条件或刺激的最重要反应特征，这一特征是生物适应的表型基础（C4)7!"#$%，!"""）。

植物表型可塑性包括形态、生理与生态可塑性（张大勇，!"""）。形态可塑性表现于植物的形态结构特征，如植物随着光照强度的不同，其茎节长度、单叶面积等与觅光相关的形态指标发生表型差异（D../):)@B!"#$%，!""E）。生理可塑性主要是指植物生理生化反应特征，如动物采食刺激后，植物体内会产生萜类、氮化物、酮酯类等次生代谢物质，阻滞动物的过度采食（&%FF%F，*++=）。生态可塑性被看作是一个相对综合的适应进化参数，如植物由于适应动物采食而出现的生态特征，包括生长型、分株密度以及营养与生殖器官的比例和能量变化等（张大勇，!"""）。内在因素通过外在环境作用的表现型称为数量性状，数量性状的变化程度即为生态可塑性（杨允菲和李建东，!""*，!""E）。

表型可塑性的适应意义至少表现为以下!点。首先，表型可塑性是生物适应变化环境的重要方式；其次，表型可塑性对于生物的分布有重要的意义（?49@%/，*++>）。表型可塑性使得物种具有更宽的生态幅和更好的耐受性，可以占据更广阔的地理范围和更多样化的生境，从而成为广幅种（耿宇鹏等，!""#）。

质性等特点，在这种条件下， …… 此处隐藏：16842字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……