外来物种的归化正在以前所未有的速度改变着地球的面貌。探究哪些外来物种更容易成功归化和入侵，是入侵生态学力图解答的核心科学问题，也是保障国家生物安全的重要科学基础。围绕这个问题，达尔文于1859年在《物种起源》中提出了截然相反的两个假说，分别主张与本地物种亲缘关系近和远的外来物种更容易成功归化，这两个假说综合在一起被称为达尔文归化谜团。近年来，围绕这一谜团，生态学家在全球各地开展了大量的实证研究。然而，由于不同的研究往往得出矛盾的结论，这一谜团的和解依旧存在很大挑战。
图1：Nature Communications刊发黎绍鹏教授团队研究成果
针对这一谜团，华东师范大学生态与环境科学学院的黎绍鹏团队与多国生物入侵专家联合展开了一项全球性研究。结果发现，外来入侵物种与本地物种之间的亲缘关系在全球范围内存在着普遍的纬度梯度格局，进而为和解当前不同地区矛盾的研究结论提供了新思路。
图2：全球纬度梯度上达尔文归化谜团概念框架
图2研究提出的全球纬度梯度上达尔文归化谜团概念框架。该框架指出，在高纬度和低纬度地区，与本地物种亲缘关系近和远的外来物种分别更容易成功归化。
该研究涵盖了全球487个地区的219,520种本地植物和9,531种归化植物的地理分布和系统发育信息，包括了70%的已知被子植物，覆盖了全球83%的无冰陆地面积。研究结果表明，随着纬度的升高，外来归化物种和本地物种之间的亲缘关系变得更加接近。具体而言，在低纬度地区，与本地植物亲缘较远的外来植物更容易成功归化；而在高纬度地区，与本地植物亲缘较近的外来物种更容易成功归化。
图3：外来归化种和本地物种亲缘关系的纬度梯度格局
图3外来归化种和本地物种亲缘关系的纬度梯度格局。随着纬度的升高，外来归化物种和本地物种之间的亲缘关系变得更加接近，人类活动对环境的改造显著地加强了这一趋势。
研究进一步发现，环境梯度和人类活动强度共同塑造了这一全球纬度梯度格局。其中，温度、降水及其季节性是外来归化种和本地物种亲缘关系的主要驱动因素，而人类活动通过塑造新的环境进一步强化了这一全球地理格局。因此，不同地区的矛盾研究结论可能源于当地环境条件和人类活动水平的差异。这一研究为解开这个持续160年的谜团提供了新的思路。
这项成果以“A latitudinal gradient in Darwin’s naturalization conundrum at the global scale for flowering plants”为题在线发表于Nature Communications。华东师范大学直博生范舒雅同学和德国生物多样性综合研究中心杨强博士后为该论文的共同第一作者，华东师范大学黎绍鹏教授为本文通讯作者，华东师范大学为论文的第一完成单位。合作者包括德国Mark van Kleunen教授、波多黎各Trevor S. Fristoe教授和加拿大Marc W. Cadotte教授等研究人员。该研究受到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目和中央高校基本科研业务费专项资金等项目资助。
附：
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41607-w
来源｜生态与环境科学学院、科技处 编辑｜沈韵婷 编审｜郭文君
