一项长达10年的研究：杨树林为适应环境改变遗传结构，最终在树群内维持多样性

杨树是北美分布最广的树种，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对杨树进行了一项长达10年的研究，揭示了杨树群多年以来是如何改变其遗传结构，让树木在保护自己不受害虫侵害与生长竞争阳光之间取得平衡。

杨树经常在受干扰的环境中生长，例如野火后的荒芜地区。数以千计的树苗将在一个小区域内发芽生长，然后开始生长竞争。科学家在华盛顿大学麦迪逊校区附近的阿灵顿农业研究站，将幼苗种植在密集的树丛中来模拟这种环境。随后，研究人员在一半的地块上移除了四分之三的幼苗，减少了每棵树对阳光的竞争。因此产生了两种类型的树群：一种生长在高竞争环境，一种生长在低竞争环境。

一些树木在遗传上倾向于优先生长，而有些树木则注重优先防御，以阻止昆虫和哺乳动物的攻击。当树木5岁时，研究人员开始追踪这些树的生长速度，以及哪些树能在接下来的5年里存活下来。

研究发现，树木越是专注于防御，它们就越矮小，而较矮的植物更有可能死亡，因为会被高的植物挡住而无法获得充足的阳光。研究最后发现，最高的树木有12米（40英尺）以上，而最矮的存活树木只有2米（7英尺）高。

昆虫学教授Rick Lindroth解释，植物的生长是以指数方式计算的，早期的一点点高度差异可以让它们捕捉到更多的光线，而这种高度差异会随着时间的推移而变大。由于高度防御的树木更频繁地死亡，树木遗传结构便会随着时间的推移而改变。在密集种植和高度竞争的土地，具有快速生长基因的树木开始占主导地位。而随着时间的推移，低竞争环境和高竞争环境形成了不同的遗传结构。

Lindroth补充道，因为环境变化，树木也会适应环境而不断变化，最终会选择在一个树群内维持多样性。如果这种多样性有一个遗传基础，且这种遗传基础得以保留，那是因为在某些条件下，这种遗传性状是有益的。

了解树木的生态反应需要长时间的研究，而了解树木在树群内的进化反应也需要进一步的长时间研究。

相关研究发现发表在《国家科学院院刊》上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：

https://phys.org/news/2021-09-aspen-forests-diversity-environments.html