【悦读365·第69天】 全球植物形态和功能谱

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维管植物是能量和物质进入地球陆地生态系统的主要入口，具有极为多样化的形态和功能。长期以来，在这种显著的进化辐射中存在着一种模式，即某些性状组合是可行且成功的，而另一些性状组合则不是。与单个植物器官相关的性状，如茎、叶、种子，均为有限的可行性状组合提供了经验支持。但在全球范围内，植物个体的形态和功能受到多大程度的限制，我们尚未得知。

该研究获取了有史以来最大的维管植物性状库，选取对植物生长、生存和繁殖至关重要的6个主要性状（成体株高、茎密度、单叶面积、单位叶质量、单位叶片氮含量、种子质量），分析其全球变异。

研究表明，维管植物目前所占据的性状空间相对于性状独立变化的可能性范围是非常有限的。这一发现来自于对描述不同植物器官的六个性状的综合分析，说明了今天在地球上看到的维管植物功能多样性是在非常普遍的限制条件下进化的。再者，这六个关键性状的变异很大程度上集中在一个二维的平面上（74%），将植物形态和功能的全球谱看作一个银河平面，我们可以根据这个银河平面定位任何植物，两个维度上的植物形态和功能反映出主要的性状星座，这些性状星座对于现今地球上可用的生态状况来说是有竞争力（平面内的一个主要维度反映了植物个体及其功能器官的大小；另一个维度代表了叶片经济谱，即平衡叶片建造成本和生长潜力的情况）。

主要图表

图1 与理论零模型相比，维管植物占据性状空间的体积受到了强烈的限制

图2 植物形态和功能的全球谱

a，全球维管植物物种在主成分轴1(PC1)和主成分轴2(PC2)所定义平面上的投影；b & c, 不同生长形态(b)和主要类群(c)在全球植物形态与功能谱中的位置

编        辑 | 胡四维

文章来源 | 

Diaz, S., J. Kattge, J. H. Cornelissen, I. J. Wright, S. Lavorel, S. Dray, et al.L. D. Gorne (2016) The global spectrum of plant form and function. Nature. 529(7585):167-71.

文内图片来源于原作者，封面图片来源网络

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