生物行移动版

主页 > 生命环境 > 地球与气候

寿命短的植物适应气候变化成为“强者”

一项新的研究表明,季节性植物能够快速适应气候变化后的环境,这种适应甚至可以是基因层面的改变。研究结果还揭示,当气候发生变化时,季节性植物会迅速作出反应,并控制自身的生长速度。生物学家发现,在气候改变时,生长周期长的植物由于成熟过程中生长速度过慢,将面临极其艰苦的生长环境。这种情况最终可能导致地球植物系统的巨大变化。

美国加利福尼亚大学欧文分校(University of California, Irvine)的植物进化生物学家史蒂文·弗兰克斯(Steven Franks)及其同事研究了野生芥菜。这种植物大约在300年前从地中海的沙漠地区移植到美国加利福尼亚州。野生芥菜是植物中的幸存者,能够在靠近沙漠边缘的灌木丛中茁壮成长。科学家们收集了1997年野生芥菜的种子(这些种子未经历1999-2004年的5年干旱期),以及2004年干旱期后的种子。通过对比发现,这些野生芥菜发生了变化。

生物学家将野生芥菜分成三组:早期储存的种子、干旱期后收集的种子和杂交种子。他们给予每组种子不同的生长条件,模拟从干旱到湿润的不同气候。结果显示,每组中都是干旱期后收集的种子开花较早。弗兰克斯解释说:“在干旱时期,野生芥菜利用自身生长周期短的优势提前开花。开花较早的芥菜在土壤干旱前就能形成种子,而开花晚的植物则无法做到这一点。”

这项研究对一年生植物物种(如野生芥菜)来说是一个好消息,它们能够相对迅速地适应气候变化。但是,生长周期很长的植物(如加利福尼亚红杉)就没有这么幸运了,这些物种的进化速度远远无法跟上全球变暖的速度。

欧洲的其他实验表明,植物可以通过人为帮助改变自身的生长机制以适应气候变化,例如采用种子促熟法。生物学家利用许多植物需要经过一个寒冷期刺激开花的现象,改变植物的生长周期,帮助它们适应全球变暖。

弗兰克斯观察后说,大部分粮食作物都是一年生植物,它们很可能迅速适应气候环境变化,这是生物学家们愿意看到的情况。但他同样警告说,一些谷物(如玉米、小麦)等其他农作物的遗传基因变化,很可能无法跟上气候变暖的速度。

因此,美国加利福尼亚大学欧文分校生物学教授亚瑟·维斯(Arthur Weis)表示,他计划进行一个项目,收集北美和欧洲地区至少数百个植物种类,使得科学家在未来能够通过将这些进化后的植物与其祖先进行对比,研究它们如何适应气候变化。

(责任编辑:泉水)