版纳园等揭示多种机制协同作用促进飞机草成功入侵

西双版纳热带植物园,2013-01-10

有关外来植物入侵机制的理论或假说很多，但没有一种理论或假说能够解释所有外来植物成功入侵的原因，很少有同时研究多种理论或假说对同一外来植物成功入侵的贡献。在冯玉龙教授的指导下，中国科学院西双版纳热带植物园与美国蒙塔那大学、墨西哥国立自治大学和特立尼达西印度群岛大学合作，硕士研究生秦瑞敏、博士研究生郑玉龙分别在中国、墨西哥开展研究，探讨了多种入侵机制对我国恶性入侵植物飞机草成功入侵的贡献。

在飞机草的原产地墨西哥和入侵地中国的两个同质种植园中，把入侵地和原产地的飞机草分别与来自两地的本地植物竞争，探讨增强竞争能力的进化、先天竞争优势和生物阻抗对飞机草入侵性的影响；在实验室内研究了入侵地和原产地的本地植物种子萌发对飞机草化感作用敏感性的差异，探讨了新生物化学武器对飞机草入侵性的影响。

在中国的同质种植园实验中，高营养条件下飞机草入侵地种群竞争能力高于原产地种群；低养分条件下飞机草两地种群竞争能力差异不显著。在墨西哥的同质种植园实验中，飞机草入侵地种群受天敌危害更严重，但竞争能力与原产地种群差异不显著。结果表明，飞机草入侵种群可能通过进化提高了竞争能力，降低了天敌防御能力，支持增强竞争能力的进化假说。无论在中国还是在墨西哥的同质种植园中，原产地种群的竞争能力均强于中国的本地植物，表明飞机草比中国本地植物具有先天的竞争优势；墨西哥的本地植物对飞机草的竞争响应均强于来自中国的本地植物（受飞机草竞争影响更大）；在墨西哥的同质种植园中，墨西哥的本地植物对飞机草的竞争影响都显著高于中国的本地植物。结果表明，墨西哥的本地植物竞争能力强于中国的本地植物，支持生物阻抗假说。与墨西哥的本地植物相比，中国的本地植物种子萌发对飞机草化感作用更敏感，支持新化学武器假说。

该研究显示，增强竞争能力的进化、先天的竞争优势、本地植物的生物阻抗和新化学武器可能共同推动了飞机草的成功入侵，说明同时在多个环境条件下研究多个互不排斥的入侵机制或假说至关重要。该成果对认识外来植物入侵机理有重要的意义。

相关研究成果以The evolution of increased competitive ability, innate competitive advantages, and novel biochemical weapons act in concert for a tropical invader为题发表在New Phytologist上。本研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助。