“邊緣種群”對(duì)生物多樣性的重要性

加拿大生物多樣性的三分之二以上由只出現(xiàn)在其范圍最北端的物種組成。生物學(xué)家長(zhǎng)期以來一直在爭(zhēng)論應(yīng)該投入多少精力來保護(hù)這些“邊緣群體”。對(duì)它們有利的一個(gè)論點(diǎn)是，隨著氣候變暖，它們可能特別適合引導(dǎo)它們的物種向北遷移。

麥吉爾大學(xué)的進(jìn)化生態(tài)學(xué)家安娜哈格里夫斯和皇后大學(xué)的克里斯埃克特開始使用小型開花植物Rhinanthus minor(也稱為黃色撥浪鼓)來尋找答案。“不可否認(rèn)，這不是最吸引人的植物，”哈格里夫斯說?！暗珡膶?shí)驗(yàn)上來說，它真的很棒。秋天我們可以在任何地方播種，到明年秋天，它們可以完成整個(gè)生命周期。這讓我們可以測(cè)試植物是否能適應(yīng)它們來自的海拔，以及它們是否能在物種目前生長(zhǎng)的地方生長(zhǎng)。用動(dòng)物做這個(gè)很難！'

在阿爾伯塔省落基山脈海拔1200米的地方進(jìn)行的一項(xiàng)為期三年的實(shí)驗(yàn)中，研究人員在一個(gè)海拔高度移植了20000多顆種子，以觀察山里最高的植物是否最適合在高海拔地區(qū)定居。為了測(cè)試涼爽的夏天是否能阻止物種在斜坡上生長(zhǎng)，他們將一些實(shí)驗(yàn)植物周圍的空氣加熱成塑料球果，就像小溫室一樣。

他們最近發(fā)表在《生態(tài)快報(bào)》上的研究結(jié)果表明，涼爽的夏天限制了黃色撥浪鼓的分布，阻止了它在高海拔地區(qū)的生長(zhǎng)。這個(gè)物種最高邊緣的植物可以通過開花早來適應(yīng)高海拔的夏天，所以它們可以讓低海拔的植物種子失敗。

實(shí)驗(yàn)還產(chǎn)生了一個(gè)令人驚訝的結(jié)果：來自附近山區(qū)的高海拔“超邊緣種群”在物種高海拔范圍以上的自然和溫暖的土地上表現(xiàn)優(yōu)于所有其他種群。因此，如果這個(gè)群體有如此偉大的基因，為什么這些超級(jí)基因不能傳播到只有一公里遠(yuǎn)的其他高海拔人群呢？研究人員認(rèn)為，這是一個(gè)成功的基因型被困在孤立的邊緣人群的例子。如果是這樣，促進(jìn)邊緣人群的基因流動(dòng)可能是幫助他們應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的一種方式。

像大多數(shù)密集實(shí)驗(yàn)一樣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)集中在一個(gè)物種上。哈格里夫斯說：“我們的結(jié)果很重要，不是因?yàn)樗鼈冾A(yù)測(cè)了其他物種會(huì)做什么，而是因?yàn)樗鼈兪俏覀兩飳W(xué)家首先需要考慮的意想不到的模式。

三年的山野工作也產(chǎn)生了一些難忘的瞬間。一次，野外工作人員爬上一根升降桿，以避開一只正在田野上啃食漿果的灰熊。還有一次，研究人員不得不鏟雪來種植這個(gè)季節(jié)的最后一個(gè)高海拔地點(diǎn)；然后在天黑前滑下山，回到他們的車上。

然而，當(dāng)花哨的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和計(jì)算機(jī)模型在生態(tài)研究中日益占據(jù)主導(dǎo)地位時(shí)，該項(xiàng)目也提醒人們，有時(shí)它不能取代實(shí)地工作。

哈格里夫斯說：“這項(xiàng)研究表明，重要的進(jìn)展仍然可以——有時(shí)只能來自——精心設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)不需要昂貴的設(shè)備，但需要成千上萬人的創(chuàng)造力、視力和工作時(shí)間?！薄叭绻覀兿胫雷匀皇侨绾芜\(yùn)作的，我們需要花時(shí)間在其中。”

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