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泛的树种，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对杨树进行了为期10年的研究，揭示了杨树种群多年来如何改变其遗传结构，使树木能够平衡保护自己免受昆虫和增加竞争阳光的侵害。

杨树通常生长在受干扰的环境中，例如野火后的贫瘠地区。成千上万的树苗将在一小块区域内发芽，然后开始生长和竞争。华盛顿大学麦迪逊校区附近阿灵顿农业研究站的科学家在茂密的树木中种植幼苗以模拟环境。然后，研究人员从一半的地块中移除了四分之三的幼苗，减少了每棵树对阳光的竞争。结果，产生了两种类型的树木：一种是在竞争激烈的环境中生长的，另一种是在竞争激烈的环境中生长的。

一些树木在基因上更倾向于生长，而另一些则专注于优先防御，以阻止昆虫和哺乳动物的攻击。当这些树5岁时，研究人员开始追踪它们的生长速度，以及哪些树将在未来五年内存活下来。

研究发现，树木防御越集中，它们就越矮，较短的植物更容易死亡，因为它们被较高的植物阻挡并且没有足够的阳光。研究发现，最高的树木超过12米（40英尺）高，而最短的幸存树木只有2米（7英尺）高。

昆虫学教授里克·林德罗斯（Rick Lindroth）解释说，植物的生长是指数级的，早期阶段的微小高度差异使它们能够捕获更多的光，这些光可以随着时间的推移而变大。随着高度防御性的树木更频繁地死亡，树木的遗传结构会随着时间的推移而变化。在密集种植和竞争激烈的土地上，具有快速生长基因的树木开始占主导地位。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补充说，随着环境的变化，树木会适应环境并发生变化，最终选择在一组树木中保持多样性。如果这种多样性具有遗传基础并且被保留下来，那是因为在某些条件下，这种遗传特征是有益的。

了解树木的生态反应需要长期研究，了解树木在树群中的进化反应需要进一步的长期研究。

研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

《准经济学家》APP信息组

资源：

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