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科研人员发现气候变化驱动麦蚜优势种变迁及其生态进化新机制

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  近日,中国农业科学院植物保护研究所经济作物虫害监测与控制创新团队发现,气候变化导致不同物种的差异性耐热性快速进化是农业害虫优势种变迁的重要原因,相关结果在线发表在《功能生态学(Functional Ecology)》上。

  据马春森研究员先容,禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)和麦长管蚜(Sitobion avenae)是我国小麦主产区两种最主要的常发害虫,麦长管蚜在这些种植区往往相对优势度较高。然而,研究发现在高温年或温度较高的地区,频发的高温热事件对麦长管蚜的种群增长产生不利影响,但是不影响禾谷缢管蚜的种群增长,从而造成禾谷缢管蚜的相对密度有所提高。研究发现两种麦蚜耐热性(CTmax)的生态进化过程(Eco-evolutionary process)有明显差异:在经历多次高温选择后,禾谷缢管蚜通过快速进化(Rapid evolution)提高了耐热性,而麦长管蚜则对高温作用产生了不利的跨代可塑性(Transgenerational plasticity)响应,降低了耐热性。在气候变暖趋势下,禾谷缢管蚜相对于麦长管蚜具有更强的进化潜力,可能会逐渐削弱麦长管蚜在中国小麦种植区的优势种地位。

  该研究受到生态学家加州大学伯克利分校Caroline Williams博士的高度评价:“这个重要的研究具有高度创新性,将气候变化下的群落优势种变迁与物种对极端气候的生态进化响应相关联,对预测气候变化产生的进化生态学影响的研究方向有重要贡献。”

  该研究得到国家自然科学基金等项目资助。(通讯员  欧阳灿彬)

  论文链接:https://doi.org/10.1111/1365-2435.13774 

  

  图:气候变化导致极端高温事件频发,禾谷缢管蚜耐热性进化快(左上),而麦长管蚜的耐热性进化速度慢(左下),导致禾谷缢管蚜的优势度上升,麦长管蚜优势度下降。

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