我国学者揭示植物根系生物地理格局和进化组织方式

　　中国科学院地理科学与资源研究所郭大立、马泽清和徐兴良的研究团队，通过14年的努力，构建了全球369个物种的根系属性数据库，系统揭示了植物吸收根功能属性的大尺度生物地理格局，首次阐明了植物根系进化的组织方式。相关研究成果以“Evolutionary history resolves global organization of root functional traits”为题于2018年3月1日发表在Nature期刊。马泽清博士、郭大立研究员和美国普林斯顿大学Lars Hedin教授为共同第一作者；郭大立研究员和Hedin教授为通讯作者，中国科学院地理科学与资源研究所为第一单位。

地球上形形色色的植物根系

　　长期以来，植物进化理论框架主要基于对叶片、花等地上部分的认识，而对地下部分根系结构和功能在进化过程中如何组织却鲜为人知。研究团队提出了一个全新的植物进化理论：”在长达4亿年的植物进化过程中，地下吸收根朝更加高效、独立的方向进化，为物种开拓新的栖息地发挥了重要作用，促进了植物的传播和进化“。

　　从热带雨林到荒漠，植物吸收根直径整体在变细，倾向于更加灵活的构建方式，对共生真菌依赖性降低，通过该方式，植物单位碳投资的获取养分的效率得以优化，从而能够高效地捕获稍纵即逝的养分和水分资源，增强了植物物种对环境的适应与存活能力。在水分供应充足的热带雨林，根的设计减少了对水力安全性的考虑，细根和粗根物种共存，很多系统发育较古老的物种得以保存；而在水分胁迫较强的草原和荒漠，由于季节性资源供应方式不稳定，根系多样性下降。

　　这项工作解开了植物生存和传播一些隐秘的“地下规则”，对于理解植物地下资源获取策略、生物地球化学循环模拟和植物多样性保护至关重要。该理论解释了为什么一些古老的粗根物种在进化过程中很难离开稳定湿润的生境，而且容易在进化过程中被淘汰。此外，该理论还可以应用于实际的生态保护工作，例如那些根较细、吸收效率较高的植物很可能成为入侵种。