冯晓娟:POM和MAOM间微生物CUE的差异并不一致 (Chinese Translation)

在这篇博文中,来自中国科学院植物研究所的冯晓娟研究员介绍了她的研究团队最近发表的工作——“微生物碳利用效率在颗粒态有机质和矿物质结合态有机质之间是否存在差异?”在这项工作中,她们比较了颗粒态有机质(POM)和矿物质结合态有机质(MAOM)中的微生物碳利用效率(CUE)。通常,学术界认为POM和MAOM是具有不同的有机质组成和营养物可用性的两种土壤功能库。 关于这项研究 土壤异养微生物作为土壤有机碳(SOC)的分解者和贡献者,对SOC的转化和长期保存起着核心作用。微生物CUE是表征微生物有机碳转化效率的关键参数,在土壤碳模型中广泛应用于描述微生物转化过程。如上所述, 当前学术界普遍认为POM和MAOM是两种具有不同组成、形成途径和环境持久性的SOC功能库。一些新一代模型(如Millennial模型)假设POM和MAOM具有相同的微生物CUE值。然而,最近的一些研究推测认为,由于MAOM中更高的养分含量和较高的底物质量,即MAOM中碳氮比较低,MAOM中的微生物CUE可能高于POM。然而,目前尚缺乏对比POM与MAOM微生物CUE的实证研究,这限制了土壤和生态科学家从微生物生理学属性的视角理解不同土壤功能碳库形成过程和效率。 关于这篇论文 本项研究的关键在于分离POM和MAOM。她们尝试了很多种方法,最终选择使用Milli-Q水而非化学分散剂或密度剂(如偏钨酸钠),以减少残留化学物质对土壤微生物可能造成的干扰。尽管这种方法可能无法完全分离POM和MAOM,但她们观察到有机物质组成、微生物群落组成和磷的可利用性在POM和MAOM之间存在显著差异,表明所采用的方法至少在一定程度上区分了POM和MAOM。研究者进一步选取了25个具有不同土壤属性的天然森林和草地,从中分离出POM和MAOM,并使用18O标记水进行培养实验,比较它们的微生物CUE。与预期相反,由于MAOM和POM间微生物氮的可利用性是相似的,微生物CUE在POM和MAOM之间并没有一致差异。然而,随着微生物磷限制在POM中相对增加,CUEPOM/CUEMAOM随之降低。这一结果预示着,在磷限制增强的情景下,不同土壤碳库的微生物CUE差异可能增强。由于两种土壤功能碳库之间微生物CUE的微小差异可能对土壤有机碳库的稳定性和转化带来深远影响,未来应对POM与MAOM中微生物CUE的潜在差异给予更多关注。 关于作者 出于对大自然的好奇和热爱,冯晓娟从小就迷恋各种昆虫和植物,同时也在心中种下了一颗从事生态学研究的种子。上大学之后她发现土壤中有着无穷的奥秘等待着她去探索,从那时起,她便开启了土壤生态学的研究。她于2013年入职中国科学院植物研究所,成为“碳循环与有机地球化学研究组”组长,目前担任植物研究所副所长。长期从事生物地球化学与全球变化研究,主要应用生物标志物、单体14C等分子水平的地球化学方法,聚焦于SOC在陆地-河流系统中的循环及其对全球变化的响应。她经常对自己的学生们说:“选择比努力更重要!” Continue reading 冯晓娟:POM和MAOM间微生物CUE的差异并不一致 (Chinese Translation)

Masayoshi Hiraiwa on diverse communities for diverse interactions: impact of long-tongued pollinator loss in pollination networks (Japanese Translation)

平岩将良  論文について  マルハナバチ類やチョウ類のような大型で長い口吻をもつ昆虫は、長い花筒や距をもつ多くの花にとって重要な送粉者です。彼らは複雑な構造をもつ花の進化にとっても重要な役割を果たしています。日本の海洋島である伊豆諸島は、マルハナバチ類やアゲハチョウ類が分布していないか少なく、植物の花の進化が起きていることが知られています。最も有名な例は、伊豆諸島におけるホタルブクロ属植物の花の小型化です。本州に分布するホタルブクロCampanula punctataは主にマルハナバチ類によって送粉されますが、伊豆諸島に分布する近縁のシマホタルブクロC. microdontaは花が小さく、小型のハナバチが訪花します。  このように個々の植物種の花の進化事例は比較的よく研究されていますが、マルハナバチ類の不在が植物―送粉者のネットワーク全体に与える影響や機能についてはよくわかっていません。そこで私たちは本州と伊豆諸島のネットワークを比較し、長口吻送粉者の喪失が送粉群集に与える影響について調べることにしました。  研究について  これは島嶼生物学の文脈からみても興味深いトピックですが、人間活動等によるマルハナバチ類やチョウ類の世界的な減少が、植物―送粉者ネットワークや送粉サービスに与える影響についても深い洞察を与えてくれます。残された短い口吻をもつハナバチ類やハエ類は、マルハナバチ類がいない穴を埋めることができるのでしょうか?  これまで、送粉者の減少がもたらす影響は数種の植物と送粉者の種を用いた実験系によって検証され、多様な種が存在する自然系ではほとんど検証されてきませんでした。自然群集への影響を明確にするため、研究開始前に、植物組成が類似していて送粉者組成のみが異なる調査地を探しました。結果として、海浜植生を調査地として選びました。これは、海浜植生が広い範囲で共通して分布する海流散布植物を多く含み、植生が類似しやすい特徴をもつためです。また、伊豆諸島は本州に比較的近く、多くの送粉者種を共有しています。最も時間と労力を要したのは、マルハナバチや長い口吻をもつ他のハナバチ類がいる本州の調査地を見つけることでした。多くの海岸でこれらの種を観察することができませんでした。おそらく海岸開発や周辺の森林喪失など、さまざまな人為的影響によるものと考えられます。  調査の結果、マルハナバチが多く存在する本州のネットワークは長口吻送粉者と長花筒植物、短口吻送粉者と短花筒植物が相互作用していました。これは、一般的に観察される相互作用のパターンと同様であり、形態のマッチングが良い送粉者が訪花することで効率よく送粉が行われていました。一方で、マルハナバチ類のいない伊豆諸島では、異なる相互作用パターンが観察されました。長花筒植物に短口吻送粉者が訪花するなど、ネットワークレベルのミスマッチが生じ、植物群集全体の送粉効率が低下していたのです。  これらの結果から、多くの生態系において一般的に観察されるマッチングが良い種同士の相互作用パターンは、異なる長さの口吻をもつ送粉者間の競争の結果生じたと考えられます。つまり、マルハナバチ類のような長口吻送粉者の減少は、送粉者のニッチシフトを介して、長花筒植物だけでなく植物群集全体の送粉機能を低下させる可能性があるということです。現在進行する送粉者の減少に対処する際には、相互作用していた植物だけでなく、植物群集全体に影響が及びうることに留意することが重要です。  著者について  私は現在、博士研究員として近畿大学に所属しています。送粉生態学の研究を始めたきっかけは、ハナアブに興味をもったことでした。本研究は、神戸大学の送粉生態学者である丑丸敦史さんのもとで博士課程在籍中におこなった研究です。送粉生態学ではミツバチやマルハナバチに注目が集まりがちですが、私は小型のハナバチやハナアブなどの多様な送粉者が、植物―送粉者ネットワークの中でどのような機能的役割をもつのかに興味があります。近年、人間活動等により送粉者の多様性減少や外来種の移入などが報告されています。このような送粉者組成の変化が植物―送粉者ネットワークや群集の送粉機能に与える影響が私の博士課程からの主要な研究テーマです。現在では送粉生態系に関わらず、群集の多様性の変化が種間相互作用に与える影響について研究を行っています。  Like the blog post? Read the paper here Continue reading Masayoshi Hiraiwa on diverse communities for diverse interactions: impact of long-tongued pollinator loss in pollination networks (Japanese Translation)

陈哲:红色花和红色果的色彩差异

来自中国科学院昆明植物研究所植物多样性与生物地理学重点实验室的博士后陈哲分享了其最近发表的论文,题为《在鸟类眼中红色果实的色彩多样性低于红色花朵》。他探讨了红色花和红色果之间色彩差异的格局和潜在机制,并分享了他个人的经历以及走上生态学研究之路的历程。 关于论文 色彩在植物与动物间的各种相互作用中扮演着关键角色。花和果都利用色彩来吸引传粉者和传播者,同时避开可能的威胁,如啃食者。尽管传粉和种子散播是连续的生态过程,具有相关性和相似性,但对花和果特征的比较分析却较少。该论文的主要目标是比较花(用于传粉)和果(用于种子传播)之间的色彩策略。 事实上,花和果的色彩受到各种相互交织的生物和非生物因素的影响,比较分析起来相当复杂。为应对这种局面,我们仅关注与鸟类相互作用的红色花和红色果。这个研究系统特意排除了不同色调之间的色彩差异,以及不同相互作用动物之间色觉特性的差异。我们基于反射光谱和动物的色彩视觉模型比较分析了红色花和果的色彩特性。此外,还进用鸽子进行了受控实验,以研究红色的生态功能。 关于研究 此项研究加深了我们对植物色彩进化和动植物互作的理解。结果表明,与红色果相比,红色的色彩多样性方面表现出更高的多样性,特别表现在短波段反射方面。此外,我们的研究还揭示了鸟类对在短波段反射有差异的两种红色无明显偏好,尽管它们能够区分这两种红色(人类无法区分)。该研究暗示进化历史对花和果色彩影响深远,值得在未来的研究中多加关注。 我们研究中碰到的一个重大挑战是如何引导鸽子做出选择。起初,两个目标隔开一段距离并排放置,但无论目标本身的特征如何,鸽子总是表现出对方位本身的偏好。它们总是不假思索地先接近左边的目标,然后再移到右边;或者反过来。尽管我们进行了许多调整,如改变实验场地的布局,改变选项之间的距离,并在实验前禁食等,但鸽子就是不做选择。这一阶段艰苦而漫长,始终没有明显进展。有一天我突然意识到,鸽子观察环境的方式或许和人类或某些昆虫不同,它们的眼睛朝向两侧而非前方。于是我修改了实验设置,将两个目标摆放成Y形,使得它们位于不同的侧向。这个调整取得了成功!这一次,鸽子在两个目标前犹豫了,左右转动头部进行观察,然后才做出选择。这是个令人兴奋的时刻,我成功解决了这个困难。 关于作者 陈哲:我于2014年开始了我的植物色彩研究,那时我还是一名硕士研究生。我的课题是红色花的色彩进化,这让我在植物与动物交流、动物色彩感知和动物色觉模型上有了很好的训练。2017年开始博士,研究来江藤属(列当科)的花特征进化。这让我对系统发育和生物地理有了更深入的认识,也具有了更广阔的进化历史的视角。2020年,我开始了这项关于红色花和红色果的比较研究,将生态学和进化历史融合在了一起。我一直对研究植物色彩抱有浓厚兴趣,这是一个理解自然的过程,能够揭示植物的‘智慧’,并解密植物与动物之间的互动。此外,进行生态研究也使我有机会见到多样的植物和令人叹为观止的风景,这让我感到宁静。 点击这里阅读原文 Continue reading 陈哲:红色花和红色果的色彩差异

Camille Bernery & Clara Marino: Exploring the profile of fish invaders in order to better understand their dynamics

In this new post, Camille Bernery and Clara Marino—a Post doctorate and PhD student, respectively, at the Ecology, Systematic and Evolution (ESE) lab, Université Paris-Saclay, CNRS, AgroParisTech, Gif-sur-Yvette, France—share their recently published paper titled: Relative importance of exotic species traits in determining invasiveness across levels of establishment: Example of freshwater fish. They discuss the characteristics that explain differences in invasion success of freshwater fish, challenges … Continue reading Camille Bernery & Clara Marino: Exploring the profile of fish invaders in order to better understand their dynamics

Camille Bernery & Clara Marino : Explorer le profil des poissons envahissants pour mieux comprendre leur dynamique

Dans cet article, Camille Bernery et Clara Marino, respectivement post-doctorante et doctorante au laboratoire Ecologie, Systématique et Evolution (ESE) (Université Paris-Saclay, CNRS, AgroParisTech), partagent leur article récemment publié intitulé : Relative importance of exotic species traits in determining invasiveness across levels of establishment : Example of freshwater fish. Elles discutent des caractéristiques qui expliquent les différences dans le succès d’invasion des poissons d’eau douce, des … Continue reading Camille Bernery & Clara Marino : Explorer le profil des poissons envahissants pour mieux comprendre leur dynamique

Changjin Cheng: A novel perspective when assessing the effect of plant community structure on productivity—The spatial aggregation of individual neighborhoods

In this new post, Changjin Cheng—a PhD candidate from the School of Ecology and Nature Conservation, Beijing Forestry University, China—presents his latest work ‘Spatial Assembly of Grassland Communities and Interrelationships with Productivity’. Changjin discusses the critical role of spatial aggregation in predicting the effects of environmental change and their journey towards becoming an ecologist. 此博文的中文版本可在此处获得 About the paper The assembly mechanism of plant diversity and … Continue reading Changjin Cheng: A novel perspective when assessing the effect of plant community structure on productivity—The spatial aggregation of individual neighborhoods

程昌锦: 评估群落结构对生产力影响的新视角: 植株个体邻域空间聚集效应

An English version of this blogpost is available to read here. 关于论文 植物群落结构与生态系统功能的关系一直是生态学界关注的焦点之一。过去几十年多样性-生态系统功能关 (BEF) 的研究已经被大量报道。然而,近些年不少学者对BEF能否为我们应对全球变化提供有价值的信息提出了质疑。质疑的一个重要基础:BEF的观测和控制实验的结果并不一致。尽管许多研究人员认为在物种相互作用十分强烈的局域群落,多样性参数与群落动态的薄弱联系是 (BEF) 结果不统一的重要原因;但是,目前人们还并未找到合适的解决方案。面对这一科学难题,我们提出可从植株个体邻域空间结构的视角,重新审视群落结构与生产力的关系。理论上,对于固着的植物而言,植物之间的相互作用主要发生在其邻域空间尺度;因此,植株个体邻居的身份(同种或异种)将与群落动态及生产力密切相关。 关于研究 本研究首次将每株检尺定位的方式应用于草地生态系统的野外样带调查。并基于2个温带草原(黄土高原和蒙古高原)和1个高寒草原(青藏高原)上125,726株植物在1m2样方内的相对位置坐标,阐明了植物邻域空间聚集的构建机制以及其与地上净初级生产力(ANPP)的关系。 研究结论验证了如下两个科学假设:(1)在海拔相对较低的温带草原(黄土和蒙古高原),更多的无性繁殖投入是种内聚集的主导因素(内源过程主导);而在拥有极端环境条件的青藏高原,高强度的环境过滤效应导致的物种多样性差异主导了邻域空间结构的变异(外源过程主导);(2)与物种多样性和系统发育多样性相比,邻域空间结构对ANPP空间变异的影响更大。 关于作者 我是北京林业大学生态与自然保护学院的一名博士生。对大自然的观察是我科研灵感的最大来源。我想知道这些现象背后正在发生什么,为什么发生,以及它对生态系统意味着什么。我认为自然界中一个非常耐人寻味的现象是植物能够通过自组织行为创造适应环境的空间结构(尽管采用固着的生活方式),进而影响物种共存和生态系统功能。这个视角将是我未来研究工作的重点。 中科院地理资源所何念鹏团队与北京林业大学孙建新团队联合完成了本项研究。其中,何念鹏团队创新性地发展了植物功能性状网络 (Plant trait networks, PTNs), 植物群落性状 (Plant community traits, PCTs), 生态系统功能性状 (Ecosystem traits, ESTs) 以及基于植物群落功能性状预测生产力的理论框架 (Traits-based Productivity, TBP)。如果您也对这方面的研究感兴趣,可以与他联系交流。 喜欢这篇博文吗?在这里阅读研究 Continue reading 程昌锦: 评估群落结构对生产力影响的新视角: 植株个体邻域空间聚集效应

Liesbeth van den Brink & Rafaella Canessa: Las comunidades microbianas prefieren alimentos de alta calidad, no necesariamente comida local

En nuestro último post, las amigas y post-docs Liesbeth van den Brink y Rafaella Canessa de la University of Tübingen presentan su trabajo ‘No home-field advantage in litter decomposition from the desert to temperate forest’. En él discuten la importancia de las características de la hojarasca y su descomposición, presentan su ‘experiencia’ con roedores y comparten el placer de trabajar con tus amigos. An English … Continue reading Liesbeth van den Brink & Rafaella Canessa: Las comunidades microbianas prefieren alimentos de alta calidad, no necesariamente comida local

Pedro Jaureguiberry: Las plantas de regiones con diferentes historias de incendios responden al fuego y se queman de manera diferente

En este nuevo post Pedro Jaureguiberry—Investigador Adjunto del IMBIV (CONICET-UNC), Argentina—presenta su último trabajo ‘A three-dimensional approach to general plant fire syndromes’. Aquí destaca la importancia de considerar rasgos funcionales de efecto en ecología del fuego, hipotetiza qué rasgos tendrá la vegetación en función de la historia regional de incendios y muestra su interés por la conexión entre el ser humano y la naturaleza. An … Continue reading Pedro Jaureguiberry: Las plantas de regiones con diferentes historias de incendios responden al fuego y se queman de manera diferente

Thierry Grandmont: Le stress expérimental dans la migration influence la décision de se reproduire ou non

Dans cette nouvelle publication, Thierry Grandmont, un étudiant au doctorat à l’Université Laval, discute de son article récemment accepté “Should I breed or should I go? Manipulating individual state during migration influences breeding decisions in a long-lived bird species”. Il discute du lien entre la reproduction et la migration, des défis (et opportunités!) d’effectuer de la recherche pendant la pandémie et de comment l’observation d’oiseaux … Continue reading Thierry Grandmont: Le stress expérimental dans la migration influence la décision de se reproduire ou non