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植物物种中的“特殊”微生物促进了多样性

农业中广泛接受的是保持遗传多样性很重要。在作物植物更加多样化的地区,病原体可能会杀死一些植物,但不太可能摧毁整个作物。

植物物种中的“特殊”微生物促进了多样性

然而,很少有研究关注天然植物群落中的这种高度专业化的病原体。在不同的植物群落中,病原体被认为通过杀死常见物种来维持多样性,为稀有物种腾出空间。但是,如果像农业一样,病原体会伤害一个物种内的一些植物,而不是全部,那么多样性会发生什么呢?

耶鲁大学领导的一个研究小组发现,在位于母树下方的土壤中,树苗的生长效率低于在同一物种的不同个体下发现的土壤。在排除其他潜在驱动因素后,他们得出结论,增长的差异很可能是由于专门研究基因型水平的微生物病原体。理论模型显示,这种高度专业化的病原体可以帮助维持树木群落的多样性,并促进种子在进化时间尺度上的扩散。

“我们经常将病原体视为害虫,”苏黎世大学博士后研究员,耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)前访问博士生Jenalle Eck说,“但我们发现他们玩耍在高度多样化的生态系统中发挥关键作用。“

该研究发表在“ 美国国家科学院院刊”上。该论文的高级作者是F&ES热带森林生态学助理教授Liza Comita。

在这项研究中,Eck进行了一个遮阳室实验,从巴拿马多样化的热带森林中采集的种子中种植了200多株热带树Virola surinamensis幼苗。盆的土壤来自幼苗的母树或同一物种的其他树木。

研究人员表明,在“母系”土壤和“非母系”土壤中生长的幼苗之间的性能差异不是土壤养分变化或与真菌有益的共生关系的结果,这要归功于耶鲁大学Camille Delavaux的实验室工作。 16 MESc。,目前是堪萨斯大学的博士生。

使用由F&ES的博士后助理Simon Stump设计的计算机模拟模型,该团队随后发现这些病原体可以促进物种共存,并可导致种子扩散增加,从而创造出允许病原体更有效地促进多样性的景观。

“这些结果表明,高度专业化的病原体可能是植物种群和群落动态的重要但却被忽视的驱动因素,”Comita说。“我们的研究结果强调了在热带森林中保护物种和遗传多样性的重要性。”

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