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对植物如何应对气候变化的深入研究表明，将“人口补偿”作为植物避免严重数量下降的一种方式，其结果好坏参半。
人口补偿可以作为一种可能的解释，解释那些没有随着气候变化而改变地理范围的植物能否存活下来。它假设某些植物特性(如存活或生长)的减少可能会被其他植物特性(如开花)的增加所抵消。
为了验证人口补偿理论，北卡罗来纳州立大学和英属哥伦比亚大学的研究人员调查了1.1万种植物，其中包括32个种群的猩红色猴花。猩红色猴花是一种多年生草本植物，生长在俄勒冈州中部、加利福尼亚州和墨西哥北下加利福尼亚州的不同气候区，研究在南北纬度地区的植物的生存、生长和开花等特征是如何不同的。
北卡罗来纳州立大学(NC State)植物与微生物生物系(Department of Plant and Microbial Biology)助理教授、该研究论文的第一作者Seema Sheth表示，研究结果好坏参半。
“我们在猩红色猴花的地理范围内发现了人口补偿的有力证据，”Sheth说。
在5年的研究期间，在这种植物地理范围的南部边缘——靠近墨西哥边境的加利福尼亚——的植物存活率和生长率很低，但开花率很高。在这种植物的地理分布范围的北部边缘——俄勒冈州中部——每年的存活率和生长率都高于南部，但植物并不是每年都开花。
她还说，尽管南方的开花率很高，但很多植物只开一次花就死了。
她说:“总的来说，这项研究表明，所有的南方种群都在减少，所以单靠人口补偿可能不会使这些种群免于灭绝。”“但也不全是绝望和悲观。人口补偿可能会为这些濒危物种赢得一些宝贵的时间，让气候条件得到改善，或者让进化过程帮助植物适应不利的条件。”
谢思说，2010-2014年的研究是在她和安格特在科罗拉多州立大学(Colorado State University)就读时开始的，当时正值加州创纪录的炎热和干燥年份。她没有歪曲这项研究，而是说，由于气候变化，植物在研究期间面临的条件预计会变得更加普遍。
她计划继续进行一项研究，采用“复活方法”。在2010-2014年的研究前后，她将从猩红色猴花的地理范围内收集的种子中“复活”植物，以了解强烈气候事件对重要性状遗传变异的影响。例如，如果南方植物为了生存需要提早开花，Sheth可能会发现与提早开花有关的显著基因选择，从而限制这些南方植物这一重要性状的遗传变异。
“这种方法使我们能够从储存的种子中复活干旱前的祖先，并将他们与相同环境下的干旱后的后代进行比较，基本上使我们能够在时间上旅行，”Sheth说。
这项研究发表在美国国家科学院院刊．英属哥伦比亚大学的艾米·劳伦·安格特(Amy Lauren Angert)是这篇论文的合著者。美国国家科学基金会(授予DEB-0950171)资助了Angert和John Paul(现在在旧金山大学)的研究。
- kulikowski
编辑报告:论文摘要如下。
“人口补偿不会拯救处于落后范围边缘的人口”
作者: Seema Sheth，北卡罗莱纳州立大学;艾米·劳伦·安格特，英属哥伦比亚大学
发表2018年2月20日PNAS
DOI: 10.1073 / pnas.1715899115
摘要由于快速的气候变化，物种的地理范围和气候生态位可能越来越不匹配。如果一个物种的范围和生态位不平衡，那么种群表现应该从高纬度的“领先”范围边缘下降，在高纬度的“领先”范围边缘，种群正在向最近改善的栖息地扩展，到低纬度的“尾随”范围边缘，在低纬度的“落后”范围边缘，种群正在从新不适宜的地区收缩。人口补偿是一种现象，即跨越时间或空间，某些重要比率的下降被其他比率的增加所抵消。从理论上讲，人口补偿可以增加种群能够成功生存的环境范围，并防止种群在后缘的范围缩小。一个突出的问题是，范围限制和范围收缩是否反映了跨环境梯度的人口补偿不足，导致范围边缘的人口下降。我们收集了红猴花(Erythranthe cardinalis)的32个种群的11?并使用整体预测模型来评估整个物种范围内的种群动态和人口补偿。在5年的研究期间，包括多年的严重干旱和变暖，种群增长率从北向南下降，与领先-尾随动态一致。尽管繁殖的代偿性增加和生活史特征加快，但由于生存、增长和招募的减少，位于尾缘的南方种群数量下降。这些结果表明，人口补偿可能只是在没有更有利条件的回归或其他缓冲机制(如进化救援)的贡献的情况下，延缓种群崩溃。
