戴尔·福里斯特:一位探索热带树木化学生命的“树木学家”
与植物科学家会面

戴尔·福里斯特:一位探索热带树木化学生命的“树木学家”

植物学一号采访了化学生态学家戴尔·L·福里斯特博士,他研究植物如何保护自己、与其他生物相互作用以及解决独特的生态挑战。

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您认识会喜欢这个的人吗?

植物种类繁多,植物学家也是如此!Botany One 的使命是传播有关植物世界的迷人故事,同时也向您介绍这些伟大故事背后的科学家。

今天,我们邀请到了化学生态学家戴尔·L·福里斯特博士,他致力于研究植物产生的复杂化学物质如何帮助它们生存,并影响它们与食草昆虫和真菌病原体的相互作用。他的研究融合了生态学、进化论、植物系统学和代谢组学,旨在将植物化学与生态功能联系起来。

福里斯特目前是德克萨斯大学奥斯汀分校的斯坦格尔-怀尔博士后研究员,致力于功能代谢组学的研究方法。他利用质谱分析植物化学成分在不同组织、物种和环境下的差异,并将这些分析与生物测定相结合,以确定这些化合物的实际作用。您可以在他的个人网站上了解更多关于他的研究工作。 个人网站.

福里斯特在田野里,背上停着一只蝴蝶。照片由戴尔·L·福里斯特拍摄。

是什么让您对植物产生了兴趣?

和许多生物学家一样,我对自然的兴趣始于童年。我成长于美国东北部佛蒙特州的乡村,家住在一条土路上,周围环绕着枫树。我和父亲、姐妹们每年都会采集大约十几棵树的树液,制作枫糖浆。和许多佛蒙特州人一样,我们也依靠这片森林取暖,每年都要砍伐、劈柴、堆放大约两捆木柴。虽然听起来很美好,但直到离开家乡,搬到城市,开始在大学学习生物学之后,我才真正意识到自己是多么幸运。和大多数人一样,我以前看到的森林只是一堵树墙和一片绿色的海洋。

情况在我受聘担任研究助理,研究热带树木属植物后发生了改变。 英戈 in 厄瓜多尔亚苏尼——地球上生物多样性最丰富的森林之一。我们的目标是了解热带树木如何抵御食草昆虫的侵害。这对我来说简直是天作之合:我本科学习的是生态学、化学和西班牙语研究,而现在我却加入了一个双语团队,在生物多样性极其丰富的热带森林中从事化学生态学研究。 

那年夏天让我印象最深刻的一件事就是学会了识别近50种物种。 英戈即使与该属的世界级专家合作,我们也会围着一棵小树苗没完没了地争论它究竟是什么树种。这段经历让我明白,每个树种都有其独特的生活史和生态策略,而这些差异塑造了它们与食草动物、病原体和传粉昆虫之间的相互作用。如果你想了解拥有上千种树木的热带森林,就必须从一两个树种入手,努力探究每种树种的独特之处。

耳状印加菌 以及厄瓜多尔蒂普蒂尼的蚂蚁。照片由戴尔·L·福里斯特拍摄。

是什么促使您追求当前的研究领域?

第一次亚马逊之旅后,我就彻底迷上了那里。我决定攻读研究生,并有幸师从两位最支持我、最鼓舞人心的导师——莉西·科利博士和托马斯·库尔萨尔博士。莉西和汤姆是热带生态学和保护领域的先驱。他们带我走进了植物与食草动物相互作用的奇妙世界,从那时起,我一直很幸运地成为这个领域热情友好的科研群体的一员。研究生初期,我很快意识到,要成为一名生态学家,必须掌握许多不同的技能,从野外植物学和植物系统学到分子实验室工作,再到非靶向代谢组学。我最享受的不是学习这些技能本身,而是将它们融会贯通。正是这些知识的整合,让我能够解答关于热带森林如何运作,以及它们为何如此多样化的种种疑问。 

我经常用我不是什么来定义自己——“我不是真正的化学家”或者“我不是真正的植物学家”,但事实是这些头衔只是标签,你不需要接受过正规的训练就能发现关于植物或你周围世界的新事物和重要事物。

英格集团。从左至右:玛雅·尼纳宗塔、戴尔·福里斯特、亚玛拉·塞拉诺、莉西·科利和汤姆·库尔萨尔。摄影:戴尔·福里斯特。

我最喜欢植物的一点是,它们如此重要,却又常常被低估。它们占全球生物量的80%,构成了所有陆地生态系统的物质和能量基础。同时,它们也充满无穷的趣味。即使在我家后院,我也能发现以前从未注意到的物种。学习植物知识,并留意细微之处,让每一次林间漫步或在社区闲逛都变得更加有趣。

福里斯特在厄瓜多尔蒂普蒂尼进行田野调查期间。照片来源:戴尔·L·福里斯特。

有哪些特定的植物或物种引起了您的研究兴趣或启发?如果是这样,它们是什么以及为什么?

我内心深处永远都是一个“英格罗人”。 英戈 亚马逊树是亚马逊地区分布极其广泛且种类繁多的热带树木属,涵盖了多种多样的生态策略。有些树种是生长迅速的先锋树种,但极易受到食草动物的侵害;而另一些则是树干直径超过两米的巨型乔木。

我最喜欢的是 英加·库尔萨里我们以已故的汤姆·库尔萨尔博士的名字命名了这个物种。它是一种枝繁叶茂的乔木,但真正引人注目的是它的萌叶策略。它会一次性更换整个树冠,长出满满一簇粉红色的新叶。这生动地展现了植物的生活史和防御策略是如何紧密相连的。

在过去的5万至7万年间,有超过300个物种经历了辐射演化。 英戈 是热带树木多样性的主要贡献属之一。我希望通过了解…… 英戈 随着进化,我们可以更广泛地了解热带谱系,更好地理解低地热带森林中为何存在如此非凡的多样性。

叶片萌发 英加·库尔萨里 树苗。照片由戴尔·L·福里斯特拍摄。
戴尔的纹身 英加·库尔萨里照片由戴尔·L·福里斯特拍摄。

您能否分享您工作中的一段经历或轶事,这些经历或轶事在您的职业生涯中留下了深刻的印象,并重申了您对植物的迷恋?

虽然最初吸引我进入这个领域的是野外考察,但我后来花在实验室分析样本的时间更多了。说实话,这同样引人入胜。研究植物化学让我清楚地认识到,植物本质上就是化工厂。在热带生态系统中,一片叶子的质量中高达50%可能都是防御性化合物,一片叶子就可能包含数百甚至数千种独特的分子。 

自古以来,人类就一直在利用植物的这一特性,许多最重要的药物都源自植物,例如紫杉醇、奎宁和地高辛。正是这种从生态功能到实际应用的联系,让我对这项工作充满热情。

您会给考虑从事植物生物学职业的年轻科学家什么建议?

欣赏植物、与植物互动、从事植物相关工作的方式多种多样——无论是作为业余爱好者还是职业人士。无论你选择哪条路,生活中拥有植物都可能让你更快乐、压力更小,并与周围的世界建立更紧密的联系。我的建议是,保持开放的心态,放眼更广阔的领域。农业、园艺、森林健康、自然保护、药物研发和商业领域都蕴藏着许多机会。更重要的是,关注真正让你兴奋的事情。问问自己,工作中哪些部分最能吸引你,然后全身心投入其中。这通常比试图遵循预先设定的道路更有意义。

福里斯特在野外考察期间。照片来源:戴尔·L·福里斯特。

人们通常对植物有什么误解?

大多数人,包括我,一开始都对植物有一种“绿色盲”:植物在我们眼里模糊成一片,仿佛只是单一的背景,都在做着大同小异的事情。与此同时,人们还普遍认为植物是被动的、乏味的、毫无防御能力的生物,只是静静地待在那里等着被吃掉。

这两种说法都是错误的。

你可能一开始没注意到,每种植物都在解决不同的生态问题,它们都精妙地适应了各自独特且往往极其恶劣的环境。想象一下,在炎热的夏日,连续14个小时站在烈日下!  

作为人类的食物来源,植物也进化出了一系列非凡的策略来应对持续不断的攻击,从强大的化学防御到招募蚂蚁作为保镖。 建筑叶片非常坚韧,可以存活数十年甚至数千年。.

一旦你开始留意,就会发现植物并非一片单调的绿色,它们也并非无助的。它们丰富多样、充满活力,并且时刻参与着我们通常只在动物身上才能看到的那些高风险的互动。

一只蚂蚁正在攻击树叶上的一只毛毛虫。 英加豆照片由戴尔·L·福里斯特拍摄。

封面图片由戴尔·L·福里斯特拍摄。

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作者

Carlos A. Ordóñez-Parra

卡洛斯(他/他)是巴西米纳斯吉拉斯联邦大学的哥伦比亚籍博士候选人。他目前担任《植物学一号》(Botany One)的编辑和国际种子科学学会的通讯官员。您可以在@caordonezparra.bksy.social上关注他。

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