我國學者揭示植物根系生物地理格局和進化組織方式

　　中國科學院地理科學與資源研究所郭大立、馬澤清和徐興良的研究團隊，通過14年的努力，構建了全球369個物種的根系屬性數據庫，系統揭示了植物吸收根功能屬性的大尺度生物地理格局，首次闡明了植物根系進化的組織方式。相關研究成果以“Evolutionary history resolves global organization of root functional traits”為題于2018年3月1日發表在Nature期刊。馬澤清博士、郭大立研究員和美國普林斯頓大學Lars Hedin教授為共同第一作者；郭大立研究員和Hedin教授為通訊作者，中國科學院地理科學與資源研究所為第一單位。

地球上形形色色的植物根系

　　長期以來，植物進化理論框架主要基于對葉片、花等地上部分的認識，而對地下部分根系結構和功能在進化過程中如何組織卻鮮為人知。研究團隊提出了一個全新的植物進化理論：”在長達4億年的植物進化過程中，地下吸收根朝更加高效、獨立的方向進化，為物種開拓新的棲息地發揮了重要作用，促進了植物的傳播和進化“。

　　從熱帶雨林到荒漠，植物吸收根直徑整體在變細，傾向于更加靈活的構建方式，對共生真菌依賴性降低，通過該方式，植物單位碳投資的獲取養分的效率得以優化，從而能夠高效地捕獲稍縱即逝的養分和水分資源，增強了植物物種對環境的適應與存活能力。在水分供應充足的熱帶雨林，根的設計減少了對水力安全性的考慮，細根和粗根物種共存，很多系統發育較古老的物種得以保存；而在水分脅迫較強的草原和荒漠，由于季節性資源供應方式不穩定，根系多樣性下降。

　　這項工作解開了植物生存和傳播一些隱秘的“地下規則”，對于理解植物地下資源獲取策略、生物地球化學循環模擬和植物多樣性保護至關重要。該理論解釋了為什么一些古老的粗根物種在進化過程中很難離開穩定濕潤的生境，而且容易在進化過程中被淘汰。此外，該理論還可以應用于實際的生態保護工作，例如那些根較細、吸收效率較高的植物很可能成為入侵種。