研究揭示植物繁殖策略的大尺度格局和驱动机制
生物界主要有两种繁殖方式：有性繁殖和无性繁殖。在植物界，有性繁殖通常指种子繁殖，而无性繁殖最常见的形式是营养繁殖或克隆生长。科学家们对两种繁殖方式的优劣势、进化意义及环境因素的影响开展了大量研究，我们仍然对两种繁殖方式的生态地理格局知之甚少。例如，繁殖方式随温度梯度如何变化？学界通常认为有性繁殖过程包括传粉、结实、种子萌发等比无性繁殖需要更高的温度，低温有利于克隆繁殖，但近期的研究结果对此存在争议。
哪些物种更可能进行克隆繁殖？哪些环境条件有利于克隆繁殖？是植物性状还是环境变量更能解释植物的克隆性？为了回答这些科学问题，中科院武汉植物园宏观生态学学科组联合中科院东北地理与农业生态研究所和澳大利亚新南威尔士大学的研究人员以澳大利亚4,116个物种的914,456个分布数据为基础，量化了克隆植物的概率与4个植物特征和16个环境变量之间的二元关系。
研究结果表明，克隆植物的概率与植物特征的关系更强烈，与环境变量的关系相对较弱。矮小植物、草本、单子叶植物更可能进行克隆繁殖，并且克隆植物在低温、低太阳辐射、高水分供应、高净初级生产力和高土壤有机碳和氮含量的环境中更常见。高大植物、木本、双子叶植物通常只能有性繁殖，并且非克隆植物在干燥和土壤贫瘠的环境中更常见。这一重要发现将推进人们对植物繁殖策略大尺度格局及两种繁殖方式进化意义的理解。表明克隆繁殖是植物在资源丰富的环境下进行种群扩张的策略，而不是在环境胁迫条件下替代有性繁殖的保障策略。
研究成果以“Factors that shape large-scale gradients in clonality”为题，发表于生态和地理学经典期刊Journal of Biogeography，中科院东北地理与农业生态研究所张红香研究员为论文的第一作者，中科院武汉植物园陈思翀研究员为论文的通讯作者，澳大利亚新南威尔士大学的Stephen P. Bonser教授、荣誉学生Timothy Hitchcock和Angela T. Moles教授为论文的共同作者。
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图1 本研究的假说示意图
图2 克隆植物的概率与植物性状和环境变量之间的系统发育逻辑回归关系
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