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食草动物驱动的生态系统中的防御笼结构

本站发布时间:2024-03-14 08:22:02

密集的分枝和刺是哺乳动物草食压力高的生态系统中植物物种的常见特征。密集的分支和脊椎的结合可能会产生最有效的食草动物防御,因为密集的分支直接转化为更高的脊椎密度。然而,笼状结构是如何在哺乳动物的压力下进化的,至今仍未被探索

在《自然植物》杂志上发表的一项研究中,中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员及其合作者分析了在全球分布的植物科Combretaceae中,分支密度和脊椎存在这两个特征是如何在深层次进化并对食草动物制度做出反应的

使用系统发育比较方法,他们研究了密集分支和棘的出现,这是哺乳动物主导的生态系统中防御笼结构的两步进化过程

研究人员首先根据大型食草动物的丰度和人类世前食草动物生物量,确定了在高食草动物压力地区进化的物种。然后,他们描述了132种Combretaceae物种的分支密度和脊椎存在,并比较了这些特征在食草动物制度和生物群落中的表达方式

然后,研究人员使用生物地理学推断来估计祖先的食草动物制度和特征获取的时间,从而确定潜在的一致事件。最后,他们使用依赖状态的形态和灭绝模型来评估在不同的食草动物压力下,密集的结构和刺是如何影响物种进化率的

结果表明,现代植物建筑策略是通过一个循序渐进的过程演变而来的。首先,在中等的食草动物压力下出现密集的树枝,然后在高的食草生物压力下获得支持更高物种形成率的刺

XTBG的Kyle W.Tomlinson说:“我们可以说,密集的树枝和刺的结合形成了一个强大的防御笼,这对抵抗哺乳动物的草食性行为至关重要。”

这项研究强调了密集枝条作为食草动物防御策略的一部分的适应性价值,并证实大型哺乳动物食草动物是塑造木本植物整体植物结构的主要选择力

More information: Artémis Anest et al, Blocking then stinging as a case of two-step evolution of defensive cage architectures in herbivore-driven ecosystems, Nature Plants (2024). DOI: 10.1038/s41477-024-01649-4

Provided by Chinese Academy of Sciences

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