植物也懂得超前部署

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘

隨著全球暖化造成的氣候變遷,降雨的狀況愈來愈不穩定。經常都可以看到新聞報導,哪個地方鬧旱災、哪個地方鬧水災等等。對植物來說,真的是「長安居,大不易」啊。


旱災對植物會造成什麼樣的影響呢?最近有一個研究,使用了一種稱為「道格拉斯茼蒿」(Chaenactis douglasii)的野生植物做觀察。



他們發現:乾旱與熱可以使道格拉斯茼蒿縮短生命週期,從多年生轉為一年生。


研究團隊從95個不同的地區收集了6,074株道格拉斯茼蒿的幼苗,他們在溫室中種植這些幼苗,並記錄這些幼苗什麼時候開始抽苔(長出花苞)。另外,他們也使用流式細胞儀來估計這些幼苗基因體的大小。


結果他們發現,總體有8.7%的植物出現抽苔現象。但是大部分抽苔的植物來自溫暖、乾燥的氣候環境區域。統計後發現,熱與乾旱程度的增加,與抽苔現象呈現正相關:61%的生活史變異(從多年生變為一年生)裡面,有22%可以歸因於種子來源地的氣候以及「年度熱濕指數」(AHMI,annual heat moisture index)。


什麼是「年度熱濕指數」呢?它是一個綜合考慮溫度和降水量的氣候指標,用於評估一個地區的乾燥程度。較高的 AHMI 值表示氣候更乾燥,而較低的 AHMI 值則表示氣候相對濕潤。


通常AHMI是這樣計算的:


AHMI = (年平均溫度 + 10) / (年雨量 / 1000) 其中,溫度單位為攝氏度,雨量單位為毫米。


為什麼不單純的就使用雨量與溫度呢?過去的研究發現,相比單純使用雨量或溫度,AHMI 能更全面地反映一個地區的水分有效性,因為它同時考慮了溫度(影響蒸發)和降雨。


研究團隊在95個群體中選出了266個進行分析,分析的結果與先前研究所說的大致符合:道格拉斯茼蒿存在著二倍體、三倍體、四倍體與六倍體,而以二倍體與四倍體是最常見的類型。他們發現,基因體的大小對抽苔的時間沒有顯著影響。


總而言之,研究團隊發現,植物在小時候遇到乾熱的狀況後,會「超前部署」:縮短生命週期來逃避對自己生存不利的環境條件。這是所謂的「乾旱逃避策略」(drought escape strategy)。


但是,並不是所有的植物都變成一年生,只是部分的群體改變生命週期。研究團隊認為,這是一種「下注對沖」(bet-hedging)策略,透過改變部分群體的生命史,增加整個群體在環境變化時生存的機會。畢竟預測歸預測,誰也不知道是不是年頭比較乾熱,年中就一定會鬧旱災啊。


研究團隊認為,隨著氣候變遷所造成的乾旱頻率上升,在2041-2070年時,會有更多的道格拉斯茼蒿變成一年生。


參考文獻:


Amos, C. H., B. A. Richardson, S. Barga, F. F. Kilkenny, and R. K. Dumroese. 2024. Annual-perennial lifespan variation in Chaenactis douglasii suggests a drought escape strategy in warm-arid environments. American Journal of Botany 111: e16391. https://doi.org/10.1002/ajb2.16391


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❦ 莊小昕-avatar-img
2024/08/11
謝謝老師分享,這篇真有趣!植物也懂得超前部署道格拉斯茼蒿也懂得下注對沖希望他們壓對寶了!
葉綠舒-avatar-img
發文者
2024/08/11
❦ 莊小昕 他們也怕壓錯寶,所以不會全部都變成一年生,很聰明的。
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老葉報報
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主要介紹關於植物的新資訊,但是也會介紹一些其他的。 版主在大學教植物生理學,也教過生物化學。 如有推薦書籍需求,請e-mail:susanyeh816@gmail.com
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