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在未經訓練的眼睛看來,斑點矢車菊看起來足夠無害。然而,對於生態學家來說,它是植物世界的成吉思汗,已知最具侵略性的入侵者之一。長期以來,研究人員將斑點矢車菊或Centaurea maculosa以及其他入侵植物的蔓延歸因於它們新環境中缺乏本地捕食者。但一份新的報告揭示了這些新來者與土壤中微生物之間相互作用的重要性。
在今天發表在《自然》雜誌上的一項研究中,蒙大拿大學的拉根·卡拉威和他的同事首先在從這種雜草在歐洲中部的原生棲息地和在北美的殖民地採集的無菌土壤樣本中種植了C. maculosa。在無菌歐洲樣本中培育的雜草比在天然土壤中的雜草生長速度快達九倍,這表明通常存在於植物原生土壤中的細菌可以抑制生長。相反,在北美無菌土壤中生長的雜草往往表現出生長減緩,這表明那裡的微生物更有利於定殖。在進一步的實驗中,研究人員直接測試了土壤微生物對雜草的生物地理效應:當種植在先前種植過C. maculosa的歐洲土壤中時,與種植在預先培養了其他歐洲本地物種的土壤中相比,雜草生長得更慢。美國土壤產生了相反的效果。
研究人員得出結論,對植物產生負反饋的土壤微生物可能透過控制植物的帝國主義傾向來促進生態多樣性。缺乏這種“剎車踏板”的外來土壤使雜草能夠失控地蔓延。卡拉威解釋說,這可能是因為病原性土壤細菌往往具有物種特異性,他指出“當某種東西正在吃掉另一種東西時,就會有很大的選擇壓力來贏得這場軍備競賽。” 但他補充說,在被入侵的生態系統中,“對於互利共生的關係來說,這些進化壓力可能不會那麼強烈。” --阿拉·卡茨尼爾森