科学网—大气二氧化碳水平增加或改变植物进化
时间:2017-12-07

  科学网络 - 大气二氧化碳水平增加或改变植物进化途径

  根据美国物理学家组织网络2月16日的一份报告,密歇根大学最近的一项研究指出,大气中二氧化碳含量的增加导致全球变暖,这可能会影响植物 - 昆虫的相互作用并改变进化植物的路径。

  自然界中的许多植物可以产生苦味毒素,以保护自己免受昆虫的侵害,而乳草就是其中之一。这种化学防御导致植物和昆虫之间的斗争的悠久历史,如乳草和帝王蝶毛虫吃它们。 Rachel Wannett和Mark Hunt调查了密歇根州北部常见的乳草叙利亚乳草,以研究不同基因乳草种质资源对大气二氧化碳含量增加的不同反应,反应如何影响其被昆虫食用的可能性。

  研究人员在实验中不断增加二氧化碳的浓度,观察乳草在生长,无性繁殖,造成化学和物理防御等方面的影响。尽管随着二氧化碳浓度的增加,所有的乳草都会变大,但是所有的细菌都会生长繁殖,但是它们对食物昆虫的化学和物理防御的抵抗力却大相径庭。特别是它们产生的心脏毒素如心脏甾体,一些乳草种系随着二氧化碳的增加而增加了强心苷的产生量,而大部分细菌则减少了50%。另一种做法是实物保护。植物叶片比较硬,生长速度较快,抵御毛虫食用的能力较强。

  Van Niet指出,尽管植物防御策略已经帮助或者仍然阻止了帝王蝶的毛虫,但是这些发现提供了植物对增加的二氧化碳反应的证据,揭示了植物保护机制的遗传基础,以及植物昆虫相互作用的变化以及相互作用影响了植物对气候变化的适应性。

  密歇根大学Henry Gleason学院生态与进化生物学主要研究员兼研究生Wannett表示,植物自我保护和昆虫吃植物的方式都与环境因素有关,如二氧化碳浓度可能会改变昆虫的包裹选择的压力,影响植物的进化。选择压力是进化的动力,导致一个群体的基因组成发生变化。如果昆虫对植物造成太大的危害,植物将无法成功繁殖,而具有昆虫抗性基因特性的植物将具有优势。这种优势使得具有抗虫性遗传特性的植物在种群中更广泛地分布,这是受到增强植物抗虫性的压力驱动的。

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