兔子如何選擇食物？當然是選DNA含量高的

這可能是科學家第一次探索基因組大小如何影響植物與植食動物之間的相互作用。研究人員建議將基因組大小作為一個新的衡量指標，以改進相關的生態模型。

在與實驗地點相似的威爾士的一隻兔子/來源：DR. LIZZIE WILBERFORCE

來源 QUEEN MARY UNIVERSITY OF LONDON

翻譯 MQ

審校 卓思琪、劉悅晨

編輯 戚譯引

由倫敦瑪麗女王大學（Queen Mary University of London）和英國皇家植物園“邱園”（Royal Botanic Gardens, Kew）合作發表的一項最新研究表明，兔子更喜歡進食 DNA 含量豐富的植物。研究者們發現這一習性與蝸牛和昆蟲等無脊椎動物恰好相反，它們更喜歡食用 DNA 含量較少的植物。

有很多因素都影響著植食性動物（如兔子）對食物的選擇，但是至今為止，植物的基因組大小（即細胞中的 DNA 含量）對植食性動物與植物間相互作用的影響還不得而知。

這項研究發表在《英國皇家學會會刊 B 輯》（Proceedings of the Royal Society B）上。研究人員建議將基因組大小作為一個新的衡量指標，以改進那些用於預測植物群落響應生態環境變化（如氣候變化、土地利用方式的改變）的生態模型。

儘管該研究的結果讓研究人員們了解了哪些植物最受兔子青睞，哪些植物最受無脊椎動物的青睞，但無論如何，該研究發現只要是被啃食過的植物，其恢復速度都十分緩慢。

本研究的聯合主要作者、倫敦瑪麗女王大學的 Andrew Leitch 教授說：“我們證明基因組大小影響著植物-植食性動物間的相互作用，這預示著將基因組大小納入生態模型的分析，可以擴大我們在考慮到營養和食草動物存在的情況下對植物生產力和群落生態的理解。”

該研究在倫敦西部的草原上進行，那裡已連續八年禁止植食性動物的進入。

研究人員通過分析兔子和及無脊椎動物（如蝸牛和昆蟲）的棲息地，來確定哪些植物生長得最多。他們發現各棲息地中的植物恢復速度不同，而這一差異主要取決於在棲息地上生活過的植食性動物的種類。

研究人員認為兔子喜歡基因組更大的植物，可能是因為這些植物更有營養——植物的基因組中富含動物構建自身細胞所需的蛋白質和核酸。與此同時，無脊椎動物很可能已經成為尋找那些基因組比較小的植物的行家，因為相對而言它們更容易獲得這樣的食物。

植物基因組的大小千差萬別，其中最大的基因組至少是最小的基因組的 2400 倍，這對植物的生存方式和存在地點產生了影響。與此同時，這項研究表明，不同類型的植物可能受到不同種類的植食性動物的影響，而這一差異可能取決於植物細胞中的 DNA 含量。

來自英國皇家植物園的 Ilia Leitch 博士說：“我們認為在描述生態過程時，需要考慮將物種的基因組的大小納入到生態模型中去。如果我們需要通過建立和實施合理的政策，來改善氣候變化、土地利用方式的改變、以及環境富營養化等問題對生態環境帶來的負面影響，這些生態模型的功能則尤為重要。”

論文信息

【標題】Interactions between plant genome size, nutrients and herbivory by rabbits, molluscs and insects on a temperate grassland

【作者】Ma?té S. Guignard, Michael J. Crawley, Dasha Kovalenko, Richard A. Nichols, Mark Trimmer, Andrew R. Leitch and Ilia J. Leitch

【期刊】Proceedings of the Royal Society B

【時間】20 March 2019

【DOI】10.1098/rspb.2018.2619

【摘要】Angiosperm genome sizes (GS) vary ca 2400-fold. Recent research has shown that GS influences plant abundance, and plant competition. There are also tantalizing reports that herbivores may select plants as food dependent on their GS. To test the hypothesis that GS plays a role in shaping plant communities under herbivore pressure, we exploit a grassland experiment that has experimentally excluded herbivores and applied nutrient over 8 years. Using phylogenetically informed statistical models and path analyses, we show that under rabbit grazing, plant species with small GS generated the most biomass. By contrast, on mollusc and insect-grazed plots, it was the plant species with larger GS that increased in biomass. GS was also shown to influence plant community properties (e.g. competitive strategy, total biomass) although the impact varied between different herbivore guilds (i.e. rabbits versus invertebrates) and nutrient inputs. Overall, we demonstrate that GS plays a role in influencing plant–herbivore interactions, and suggest potential reasons for this response, which include the impact of GS on a plant's response to different herbivore guilds, and on a plant's nutrient quality. The inclusion of GS in ecological models has the potential to expand our understanding of plant productivity and community ecology under nutrient and herbivore stress.

【鏈接】

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2018.2619