氣候在植物入侵過程中調節物候和系統發育分化

 (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2536192123)

 達爾文在其物種 (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2536192123)

 達爾文在其物種起源論中對植物歸化問題認為:功能相似性和獨特性都能促進生物入侵，與本地物種相似的入侵者可能透過預先適應當地非生物條件而成功，而功能不同的入侵者則可能透過減少競爭而成功。然而，這兩種機制在何種情況下占主導地位則不明確。過去的研究主要將本地物種與入侵物種分化的差異歸因於生物和氣候入侵屏障之間平衡從局部到區域尺度的變化。然而，相似性和獨特性在局部和區域層面都普遍存在，這表明本地物種與入侵物種分化的關鍵驅動因素仍然被忽略。至關重要的是，理論和證據表明，隨著氣候壓力的增加，競爭會減弱。這意味著嚴酷的氣候應該有利於與本地物種功能相似的入侵者，而溫和的氣候應該有利於獨特的入侵者。然而，這項假設尚未在不同的氣候類型和功能性狀中得到驗證。這篇論文結合美國2810個物種的物種分佈模型和開花物候模型，估算了本地物種和入侵物種之間的系統發育距離和物候差異，並將其與共存本地物種之間的差異進行比較，從而彌補了這一研究空白。在溫暖潮濕的地區，入侵物種開花較早，花期同步性較差，且與本地物種的親緣關係較遠。在寒冷或乾燥的地區，入侵物種開花時間與本地物種相似或更晚，花期同步性更高，且與本地物種的親緣關係更近。在所有氣候條件下，入侵物種的花期持續較長，幾乎沒有證據顯示其物候可塑性較強。這些發現表明，達爾文難題反映了一個受環境影響的可預測的連續過程，並強調了氣候是入侵成功與否的關鍵因素。

入侵物種成功的關鍵因素因地而異，但這的研究結果表明，這種差異是系統性的，並且與氣候密切相關。