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)家長期以來一直在爭論應(yīng)該投入多少精力來保護(hù)這些“邊緣群體”。對它們有利的一個論點是,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?!安豢煞裾J(rèn),這不是最吸引人的植物,”哈格里夫斯說?!暗珡膶嶒炆蟻碚f,它真的很棒。秋天我們可以在任何地方播種,到明年秋天,它們可以完成整個生命周期。這讓我們可以測試植物是否能適應(yīng)它們來自的海拔,以及它們是否能在物種目前生長的地方生長。用動物做這個很難!'
在阿爾伯塔省落基山脈海拔1200米的地方進(jìn)行的一項為期三年的實驗中,研究人員在一個海拔高度移植了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。為了測試涼爽的夏天是否能阻止物種在斜坡上生長,他們將一些實驗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》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。這個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。
實驗還產(chǎn)生了一個令人驚訝的結(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,如果這個群體有如此偉大的基因,為什么這些超級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可能是幫助他們應(yīng)對環(huán)境變化的一種方式。
像大多數(shù)密集實驗一樣,這個實驗集中在一個物種上。哈格里夫斯說:“我們的結(jié)果很重要,不是因為它們預(yù)測了其他物種會做什么,而是因為它們是我們生物學(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季節(jié)的最后一個高海拔地點;然后在天黑前滑下山,回到他們的車上。
然而,當(dāng)花哨的實驗室設(shè)備和計算機(jī)模型在生態(tài)研究中日益占據(jù)主導(dǎo)地位時,該項目也提醒人們,有時它不能取代實地工作。
哈格里夫斯說:“這項研究表明,重要的進(jìn)展仍然可以——有時只能來自——精心設(shè)計的現(xiàn)場實驗,這些實驗不需要昂貴的設(shè)備,但需要成千上萬人的創(chuàng)造力、視力和工作時間?!薄叭绻覀兿胫雷匀皇侨绾芜\作的,我們需要花時間在其中?!?
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