青藏高原東部馬先蒿屬繁殖對策隨海拔的變化研究.pdf

1、繁殖是進化過程的核心，也是研究任何生物進化問題的關鍵。植物生長的基本活動就是從環(huán)境中獲取資源、利用資源，進而完成繁殖過程。但自然環(huán)境中可以利用的資源是有限的，植物必須對有限的資源進行功能間的分配。在植物整個生長發(fā)育階段中，如何對有限的資源進行分配是植物繁殖對策研究中的核心問題，并早已引起生態(tài)學界的高度重視。本研究中，我們試圖從資源分配的角度，來研究隨著海拔升高馬先蒿屬植物主要繁殖對策的變化。馬先蒿作為一個花冠式樣多變的大屬，已經(jīng)引起了系

2、統(tǒng)學家和傳粉生物學家的重視，但從生態(tài)學角度的研究非常有限。我們主要研究幾個重要的繁殖特征隨海拔的變化，并得到了一些重要的結果。
　　 1，繁殖異速性隨海拔的變化
　　 植物生產(chǎn)生物量并把其中一部分分配到繁殖結構，所以繁殖部分(R)和營養(yǎng)部分(V)投入的關系是研究植物繁殖對策的基本問題。R-V之間關系異速性的變化被認為是環(huán)境的差異引起的。一個假說是種群或物種在有利環(huán)境中將具有較大的R-V斜率。在目前的研究中，我們研究了馬先

3、蒿屬24個物種的44個種群間R-V關系的斜率隨海拔的變化。我們的目的是檢驗低海拔環(huán)境(被認為有利于植物生長)種群是否有較大的R-V斜率。我們發(fā)現(xiàn)異速的斜率和海拔之間有顯著的負相關關系。這表明，高海拔種群或物種中小個體具有有較高的繁殖分配，而大個體則分配更多的資源到營養(yǎng)部分。我們從高海拔種群的大個體具有較大的代價的角度對結果進行了解釋，并提出小個體可能更能適應高寒環(huán)境。
　　 2，單花性分配隨海拔的變化
　　 研究植物重要

4、基本特征的地理變化是了解影響物種的進化改變和分化的的第一步。廣泛分布的物種可能經(jīng)歷各種各樣的環(huán)境條件。而這些多樣的環(huán)境條件將影響植物特征進化的方向和強度。我們的研究是關于12個馬先蒿物種的49個種群間的性分配隨海拔的變化。我們同時估計內(nèi)在因子(即個體大小)和外界因子(海拔)對性分配影響的相對重要性。我們發(fā)現(xiàn)平均的種群性分配和和平均個體大小之間顯著的負相關，即大個體相對的偏雌性分配。然而，當統(tǒng)計上控制海拔的影響后，性分配和個體大小之間不再

5、有顯著的關系。種群間，平均性分配隨海拔的升高而增加，并且這種關系不依賴于個體大小的控制與否。也就是說與海拔相關的環(huán)境因子影響了單花性分配的策略，并且高海拔偏雄性分配的基因型可能被自然選擇。總之，在影響性分配的各種因素中，外界的環(huán)境條件可能扮演較為重要的角色。雖然我們不能說這種機制是否是適應的結果，但我們至少可以肯定性分配隨海拔的變化僅僅部分的受到個體大小的調(diào)節(jié)。
　　 3，平均種子大小隨海拔的變化
　　 我們研究了9個馬

6、先蒿物種的38個種群間的平均種子大小隨海拔的地理變化，并測定外界環(huán)境因子(海拔)和兩個內(nèi)在因子(個體大小和每個果實的種子數(shù))各自對種子變化的影響大小。我們的結果顯示，平均種子大小和海拔負相關；8個物種內(nèi)的種群間也有同樣的變化趨勢。然而，當我們控制個體大小和每個果實的種子數(shù)之后，海拔和種子大小之間的關系不再顯著。高海拔種群的個體較小，但每個果實的種子數(shù)比低海拔種群要多。種群間，種子大小和每個果實的種子數(shù)之間具有顯著的權衡關系，并且這種權衡

7、不依賴個體大小和海拔。不同的是，平均種子大小和個體種子數(shù)之間的權衡只有在個體大小被控制后才得以發(fā)現(xiàn)。去除個體大小的影響后，小種子種群并沒有相應的生產(chǎn)較小的繁殖力(個體種子數(shù)x平均種子大小)。也就是說，高海拔種群既沒有表現(xiàn)出較低的繁殖力也沒有生產(chǎn)相對較小的種子。總之，海拔、個體大小和每個果實的種子數(shù)之間均存在相關關系。而在諸多因子中，海拔對影響平均種子大小是最不重要的因子。我們的結果對以往沒有控制內(nèi)在因子的關于種子大小隨環(huán)境變化的研究提出