杂草是一种 “种错地方” 但在农业中,杂草会导致 10-34% 的产量损失 用于主要农作物。 一些“杂草”特征包括早出苗和地被植物以及快速的根、枝和叶面积生长。 杂草还可以通过更快或更有效地吸收养分或耐受环境压力而在竞争中胜过作物。
露西·马豪博士 来自法国和英国的同事回顾了杂草如何成为 模型生物 了解人类世的生态学和进化生物学。 科学家们争论在 Trends in Plant Science 杂草除草剂抗性和作物拟态综合症是快速进化和适应的主要例子的杂志.
植物物种可以通过作物驯化、作物与野生杂交或野生物种入侵耕地后变成杂草。 Mahaut 及其同事认为,杂草可能能够克服功能生态学中的一些主要理论(例如表型空间的限制、资源获取和资源保护策略之间的权衡),并且可能成为“功能异常值”。

植物物种可以放置在 CSR (Competitive, Stress-tolerant and Ruderal) 三角形 这代表了适应高竞争栖息地、高压力和高干扰环境之间的三向权衡。 杂草本身的生态策略在竞争或避免作物与抵抗或避免干扰之间有所不同。
Mahaut 及其同事将此模型分为地下和地上资源的可用性,并认为杂草是异常值,因为它们可以拥有高地下资源但地上资源有限(即由于作物冠层而导致的光可用性),同时生活在高度受干扰的环境中。
从群落生态学的角度来看,基本规则并没有完全捕捉到杂草群落的动态。 Mahaut 和他的同事说,杂草代表了一种短暂物种的组合,它们反复从边缘移居田地并适应环境过滤(应力梯度假说). 有许多基础理论(例如 空间存储效应, 时间存储效应, 源汇动力学) 假设静止的环境变化对杂草群落来说是不正确的。 农田经常由人类管理,使用不同的农业实践(例如作物轮作),因此需要新的理论来更好地理解杂草群落动态。

在 Mahaut 及其同事的评论的最后部分,科学家们强调了有关除草剂抗性、化感作用(对其他生物产生有害生化物质的产生)和杂草的作物拟态的快速演变的许多问题。 研究除草剂抗性的目的是 优化过去 60 年的杂草控制策略 但它可能是理解生态进化反馈的好模型。 古代 DNA 测序、复活生态学和博物馆标本分析可以研究杂草快速进化的遗传基础。

“由于杂草的进化历史和生态动力学与人类活动有着内在的联系,因此这些物种有很大的潜力成为生态学和进化的宝贵模型,”马豪和同事说。 “我们敦促(数字)生态学家不要丢弃杂草物种及其相关栖息地中出现的惊人信息来源。”
“让生态学家和进化论者抓住杂草!”