系统发育关系和植物生命阶段而非生物地理历史是欧洲草地植物优先效应的中介

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-07-21 DOI:10.1111/1365-2745.14373

Julia Dieskau, Isabell Hensen, Nico Eisenhauer, Ingmar Gaberle, Walter Durka, Susanne Lachmuth, Harald Auge

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摘要

(例如，Sheppard 等人（2014 年）进行了一组操纵实验，他们控制了一个定殖物种（Lactuca sativa）与五个植物群落（接受者群落）的 PD，结果发现 Lactuca 与每个群落成员之间的平均 PD 或与最近邻近植物的平均 PD 都不会影响晚到植物的表现（发芽、生长、开花、存活和 Lactuca 招募）。Sheppard 等人（2018 年）发现，在法国各地的永久性草地上，新近引入物种的建立成功与否受到与本地物种和先前入侵者的系统发育亲缘关系的积极影响。系统发育并不总能预测物种间的生态差异，原因之一是同域物种可能已进化出促进共存的性状差异，这可能会超越系统发育的影响（Cadotte 等人，2017 年）。因此，PD 对优先效应的影响可能取决于早到和晚到物种的生物地理历史（BH）。虽然由于地理或栖息地障碍，异地物种没有机会相互影响，但共生的同域物种在过去可能会争夺相同的资源。这种种间竞争可以通过选择更大的生态位差异来影响进化轨迹（Brown & Wilson, 1956; Schluter, 2000; Silvertown, 2004; Symonds & Elgar, 2004; Tobias 等人，2014; Weber 等人，2016），因此，即使是亲缘关系很近的物种也会有很大的差异，并表现出比基于其系统发育所预期的更大的生态位差异（Davies 等人，2007; Nuismer & Harmon, 2015; Schluter, 1994; Staples 等人，2016）。以前曾在种内层面（如 Aarssen & Turkington, 1985; Hart 等人, 2019; Sakarchi & Germain, 2023）和种间层面（如 Germain et al、此外，对于晚到植物的不同生命周期组成部分（为简便起见，以下简称生命阶段），植物生长过程对优先效应强度的作用也可能不同。）遗憾的是，基于性状的分析往往忽略了幼苗阶段（Larson & Funk, 2016），幼苗性状系统发育信号的证据也不明确（Husáková 等人，2018）。然而，幼苗可能具有不同于同种成体的环境要求，因此由于本体生态位转移，幼苗的生态位也可能不同于同种成体（Lyons & Barnes, 1998; Miriti, 2006; Müller et al.）因此，随着晚到物种从幼苗阶段成熟到成体阶段，系统发育对优先效应的重要性应该会增加，从而使近缘物种在生态学上变得与早到成体物种更加相似。然而，我们并不知道有任何研究调查了晚到物种的BH和生命阶段（LS）对优先效应的影响。为了填补这一重要的知识空白，我们进行了一项温室研究，调查了早期到达物种的优先效应对晚期到达物种的建立和表现的影响。为了分析 BH 的影响，我们使用了 10 对同域物种（即早到物种为外来物种，晚到物种为德国本土物种）和 10 对同域物种（即早到物种和晚到物种为德国本土物种）的交互作用，这些物种都是欧洲草地上不同科和功能群的二年生和多年生物种，跨越了 PD 梯度。我们测试了以下假设：（1）由于生态相似性较高，早到植物对另一物种晚到植物的优先效应会随着它们之间的生长期递减而增加。(2）由于共生的近缘物种在进化过程中形成了生态位差异，从而减少了竞争，因此优先效应在同域物种对中的重要性比在同域物种对中更明显。(3) 随着晚到的近缘植物逐渐衰老，其生态环境与早到的成株更为相似，优先效应的 PD 重要性也随之增加。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.