兰州大学刘建全团队在苜蓿属物种研究中取得系列新进展

近日，兰州大学生态学院刘建全教授团队在Ecography上发表了题为‘Niche conservatism limits the distribution of Medicago in the tropics’的研究论文。该研究结果揭示了苜蓿属物种丰富度的全球分布格局及其环境驱动因子，并阐明了限制苜蓿属物种分布的主导因素。

物种多样性的空间分布格局是生态学和生物地理学关注的核心问题之一。其不仅是物种保护规划的基础，也对进一步开发利用物种资源至关重要。苜蓿属（Medicago L.）植物全球共约90种，主要分布在欧洲地中海盆地、伊拉克、阿拉伯半岛、高加索地区。该属多系温带地区重要的饲料植物，如“牧草之王”紫花苜蓿（M. sativa），蒺藜苜蓿（M. truncatula）和南苜蓿（M. polymorpha）等，被广泛引入世界各地。此外，苜蓿属植物在医药、食品、绿肥、工业酶等方面具有极高的应用价值。相关研究表明，苜蓿属可能起源于北半球温带中亚地区，并在欧洲地中海盆地经历多样化。然而，对苜蓿属物种丰富度的全球分布格局及其背后的驱动因素仍知之甚少。

在该研究中，作者搜集了90个苜蓿属物种的全球分布数据（100km×100km）,结合24个气候因子数据、苜蓿属物种的生活型数据，尝试验证以下假说：1)基于生态位保守性，苜蓿属物种可能倾向于分布在其祖先范围，因此其物种丰富度会随着与地中海气候生态位距离的增加而下降；2）温带起源的苜蓿 “进入”热带可能会受高环境能量的限制，导致其物种丰富度-能量的关系由正转负。

研究发现，温带苜蓿属物种丰富度明显高于热带；所有典型的地中海型气候区中，苜蓿属物种丰富度较高。同时，与地中海气候距离的增加使苜蓿属物种丰富度显著降低；而相比于多年生苜蓿，一年生苜蓿对地中海气候的亲和力更高。研究结果表明，末次冰期以来的气候变化和环境能量是苜蓿属物种丰富度的主要解释因子，其影响在全球、大陆和生物群落的尺度上是一致的。有趣的是，一年生苜蓿的丰富度与和分布比例与环境能量呈正相关，而多年生物种呈负相关。

研究发现了温带和热带地区之间存在环境能量的对比效应：苜蓿属物种丰富度在温带会随环境能量的升高而增加，在热带则出现降低。两种生活型苜蓿的耐热性差异和其不成比例的分布导致了两种截然相反的丰富度-能量关系，进一步使整个苜蓿属的物种丰富度-能量关系沿纬度发生显著变化。

研究结果表明，高的生态位保守性和对祖先地中海气候的强烈亲和力可能促使苜蓿属物种分布在温带地区，并导致了正的丰富度-能量关系；同时，热耐受性可能是限制温带植物类群分布的主导因素。该研究为物种丰富度-能量假说提供了新的见解，并表明高能量不一定增加物种多样性，也可能会降低物种多样性。该研究也为苜蓿属植物资源的保护和引种栽培提供了新的理论依据。

青年研究员Nawal Shrestha为文章的通讯作者，博士生杨瑛博为文章的第一作者，该研究得到了青藏高原第二次科学考察和国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ecog.06085

来源： Wiley生态环境

转自：植物科学最前沿

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