两只计算机生成的镜像猩猩悲伤地凝视着数字森林中的森林砍伐。
生态系统

解决人类世的植物生物多样性保护问题

一支由全球植物专家组成的团队利用新工具绘制了数百万年来全球植物进化热点的地图,揭示了被忽视的、对保护自然界系统发育多样性免遭灭绝至关重要的地区。

https://www.botany.one/tackling-plant-biodiversity-conservation-in-the-anthropocene/

您认识会喜欢这个的人吗?

在人类世,许多植物物种正以惊人的速度面临灭绝,在不到一个世纪的时间里抹去了数百万年的进化。为了应对生物多样性危机,植物专家团队开发了新颖的工具来绘制全球种子植物多样性图,并改善对世界植物宝藏的保护。

迄今为止,地球上拥有超过 350000 种种子植物物种,它们与经过数百万年进化历史适应陆地栖息地的藻类祖先不同。陆地植物的进化)。自诞生以来,关键的创新促进了陆地植物的定植,并使其能够适应广泛的生态位。然而,这种形式和功能的惊人多样化在人类世面临灭绝的危险。

保护计划采用不同的指标来衡量生物多样性。 物种丰富度 (SR,或每个群落中的物种数量)是最常用的工具,但它由许多近亲组成,表现出较低的多样化率。 系统发育多样性 (PD)可能是一种更合适的方法,因为它涵盖了一组类群中物种之间的差异(即,一个类群中的分支长度) 系统发育树),从而更全面地了解特征和特征的多样性。尽管该指标对生态系统的恢复力非常重要,但它仍然没有得到充分利用——主要是因为有关植物地理分布的信息和物种之间系统发育关系的数据有限。

探索全球范围内的植物系统发育多样性

生态学家“植物进化和生物多样性奥尔胡斯大学(丹麦)的实验室与该领域的顶尖专家合作,通过探索种子植物可用的分类学、地理和系统发育数据,分析了系统发育多样性(PD)在全球范围内的分布。准确地说,作者采用了 世界维管植物清单 (所有维管植物物种的分类和地理分布的开放获取数据集)和 种子植物的包容性系统发育 确定保护计划中独特植物局部放电的热点。

Melanie Tietje 及其同事在一篇论文中描述了这种新颖的方法(即互补性分析) 最近的报道 发表在科学杂志上 New Phytologist,并确定了世界上哪些地区显示出最大的累积 PD,这表明了独特的进化历史。他们还考虑了目前威胁全球生物多样性的威胁,例如气候变化和栖息地退化。

评估种子植物物种丰富度或系统发育多样性?

尽管物种丰富度与系统发育多样性相关,但前者似乎更集中在新热带地区,而后者似乎均匀分布在南美洲和南亚之间。图1).

图1。世界地图显示总物种丰富度(SR,灰色)或系统发育多样性(PD,浅蓝色)排名前 2.5% 的植物国家。图片改编自图2(a,b), 新植物学家,卷:240,期:4,页数:1636-1646,首次出版:26 年 2023 月 10.1111 日,DOI:(19151/nph.XNUMX)

有趣的是,仅 15 个植物国家就占了全球物种丰富度的 50%,但至少需要 33 个国家才能提供全球 50% 的系统发育多样性(图 2),从而强调了其他区域的重要性,例如撒哈拉以南非洲和澳大利亚——出于保护目的。

图2。 世界地图显示植物国家需要捕获总物种丰富度(SR,灰色)或系统发育多样性(PD,浅蓝色)的一半。图片改编自图3(a,b), 新植物学家,卷:240,期:4,页数:1636-1646,首次出版:26 年 2023 月 10.1111 日,DOI:(19151/nph.XNUMX)

作者还发现了更广泛的互补热点分布,这些热点位于受气候影响日益严重的地区。 毁林 (例如中美洲和南美洲、非洲、中国、马达加斯加、新几内亚和婆罗洲)。

改变保护计划的重点

迄今为止,生物多样性保护计划主要考虑物种丰富度,并重点关注热带和亚热带地区的湿润阔叶林。然而,由于有限的进化历史和当地的生态位适应,这些“高度多样化”的区域表现出相当冗余的组成。

这项研究的结果强调了仅优先考虑物种丰富地区的风险。事实上,其他地区——例如(亚)热带干燥森林和针叶林——应该被包括在内,以保护全球种子植物生物多样性。图3).

图3。 被确定为系统发育多样性互补性热点的前 10 个国家的列表。改编自表 1, 新植物学家,卷:240,期:4,页数:1636-1646,首次出版:26 年 2023 月 10.1111 日,DOI:(19151/nph.XNUMX)

系统发育多样性是选择生物多样性热点的一个非常好的衡量标准,因为它表明了群落中生态和进化上不同的生物群落。

“我们相信,保护人类世的系统发育多样性是一项全球责任。人们的注意力通常集中在物种异常丰富的地区。然而,为了有效保护全球PD,需要更多的生物地理区域和生物群落”

蒂耶 。 2023

推荐阅读

植物系统发育多样性的全球热点 – Tietje – 新植物学家 – Wiley Online Library

世界维管植物清单,不断更新的探索全球植物多样性的资源 |科学数据 (nature.com)

构建广泛包容的种子植物系统发育 (wiley.com)

喜欢这篇文章?

作者

Michela Osnato

植物分子生物学家热衷于科学传播和教育。 科学编辑@Botany One

作者更多作品

非营利植物杂志

实验室科学。公民科学。您的植物科学信息来源。