研究表明植物的快速进化可能会使沿海地区更容易受到洪水和海平面上升的影响

研究表明植物的快速进化可能会使沿海地区更容易受到洪水和海平面上升的影响(Credit: CC0 Public Domain)
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（作者：圣母大学迪安娜·科索莫·费雷尔）：切萨皮克湾湿地的进化速度比以前想象的要快，这可能会降低沿海湿地抵御未来海平面上升的表明可能性。圣母大学的植物研究人员和合作者在最近的一篇《科学》杂志上证明了这一点。
生物科学系副教授杰森·麦克拉克兰（Jason McLachlan）通过研究一种类似于草的快的影植物——美洲草（Schoneopletus americanus），也被称为主席芦苇，速进使沿受到上升评估了进化在切萨皮克湾生态系统中的化可海地洪水和海作用。研究团队结合了在核心沉积物样本中发现的区更历史种子、现代植物和计算模型，容易证明“复活”的平面植物在其地下根中分配了更多的资源，使其比现代植物更快地储存碳。研究
麦克拉克兰说：“我们认为，表明这种令人惊讶的植物地下增长减少可能是对切萨皮克湾污染加剧的反应。”。快的影“几十年的速进使沿受到上升污染已经导致水体中氮和磷的水平升高，由于这些都是化可海地洪水和海植物营养素，进化现在可能会青睐那些对昂贵的根‘投资’较少的植物。”
这些历史植物的种子一直埋在海湾史密森尼环境研究中心的地下，从20世纪中期开始休眠。麦克拉克兰和其他研究人员收集了它们，让它们发芽生长。这类研究被称为复活生态学，它提供了直接证据，可以支持关于进化变化的假设。
计算模型之前已经确定了海平面上升对沿海湿地的威胁，并结合了科学家对洪水如何影响植物生长以及植物生长如何影响稳定性的理解。虽然现代植物和20世纪中期的样本在地上生长相似，但现代植物在地下更深的地方生根所投入的资源较少。这减少了地下生物量，并可能降低湿地抵御洪水的能力。
麦克拉克兰及其合作者通过计算模型表明，现代植物在土壤中储存碳的速度比20世纪中期慢了15%。
麦克拉克兰对美洲短尾猿进化变化的速度感到震惊。他说：“研究表明，随着人类社会的影响，生态系统越来越受到重视，进化所扮演的角色也越来越重要。”。
第一作者梅根·瓦森（Megan Vahsen）是圣母院的一名博士生，早在2017年圣母院一年级研究生时就发现了地下植物性状的重要性。尽管研究人员不能具体地说，由于污染，植物在地上投入的能量相对较多，而在地下投入的能量较少，但她认为，当前研究中使用的技术组合为进化对生态系统的影响提供了新的预测。她预计这项研究将激励研究人员研究推动进化变化的原因。
她说：“出于不便的原因，科学界常常忽略了地下发生的事情。”她指出，她和圣母院的本科生花了大约500个小时清洗和整理植物根部。“但我们在这项研究中学到了很多东西；地下发生了很多秘密。”
麦克拉克兰说，这项研究进一步证明了进化在生态系统日益受到人类社会影响的影响时所起的作用。
他说：“近一个世纪以来的进化变化对沿海生态系统起到了破坏稳定的作用。其他生态系统中的其他物种可能对人类环境影响的反应不同，可能为生态系统提供了更大的恢复力，也可能根本没有影响。”。“既然我们已经证明进化变化可以足够快、足够大，从而影响生态系统的复原力，我们希望其他研究人员能够考虑生物对全球环境变化的反应。”
这项研究的其他合作者包括田纳西大学的迈克尔·布鲁姆和斯科特·埃姆里奇；史密森尼环境研究中心的吉姆·霍尔姆奎斯特和帕特里克·梅戈尼格尔；圣母大学的布雷迪·斯蒂勒；以及佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的凯瑟琳·托德·布朗。
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（神秘的地球uux.cn）据EurekAlert!：研究人员报告，沼泽优势植物根系生长特征的快速演变可导致沿海湿地结构和功能在生态系统层面发生变化，其中包括其对海平面上升的抵御能力。这些发现表明，演化过程在调节生态系统功能方面的作用可能比以前所想的更大，因此在预测生态系统对环境变化的反应时需要考虑该演化过程。
在植物物种多样性通常较低的沿海沼泽中，优势植物通常会通过促进土壤发育和沉积物堆积而充当生态系统的工程师，它使得沼泽几千年来能够跟得上变化中的海平面。此外，这些植物的快速生长加上沿海沼泽土壤缓慢的分解率导致该生态系统能储存大量的碳。然而，尽管越来越多的研究表明，沼泽优势植物的特性和生长是如何促成这些过程的，但在预测生态系统对环境持续变化的反应模型中，优势植物的特性变化和演化的作用基本上被忽视了。据作者披露，其部分原因是缺乏可证明演化过程是否是生态系统变化重要驱动因素的实证研究。
Megan Vahsen和同事在此报告了一项常见的对16种优势沼泽莎草（Schoneopletus americanus）基因型的园地研究；该研究使用了从种子库中“复活”的跨越世代和相邻沼泽的莎草。Vahsen等人的研究揭示了地下生物量分配和分布具有可观且富有生态意义的可遗传变异和快速演化。当纳入沿海沼泽生态系统模型时，这些发现改变了对沿海沼泽中碳封存和土壤表面积聚的预测。
据作者披露，结果表明，这些植物的演化速度和规模可以对生态系统层面进程的下游产生相当大的影响，其中包括针对海平面上升的恢复力和大气碳储存的潜力。“因此，如果不能解释生态系统模型中的可遗传变异和快速演变或会对生物反应在生态系统抵御环境变化中所起的作用做出错误描述，从而会在生态系统层面系统性地改变预测。

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