【附件： Origin and maintenance of chemical diversity in a species-rich tropical tree lineage】

    植物次生代谢产物（secondary metabolites）在植物的生态适应和演化中扮演了重要的角色，特别是在天敌防御系统建立中功不可没。经典植物化学多样性的演化理论认为，植物中新防御系统是通过植物和它们的特异性捕食者（specialized natural enemies）之间在“军备竞赛”（arms race）过程中发生协同进化而产生的。但是在自然界中，植物物种所受到的却是敌人--食草动物（herbivore）的全方位的“轰炸”。这些“敌人”来自自然界的各个地方，处于进化树上不同的分枝，有着不同的取食策略和生理特征。在如此复杂“攻击”下，面对选择压力，植物如何能够演化出有效的化学防御机制呢？这显然是经典的化学多样性假说不能解释的。

     本研究中，研究人员对亚马逊雨林中橄榄科（Burseraceae）Protieae族的31种同域分布物种的化学多样性和捕食昆虫进行了全面的收集。结合系统发育分析（phylogenetic）、代谢产物分析、统计学习工具（statistical learning tools- Lasso regression）等多种方法，对植物化学多样性进行了研究。研究结果表明，与驱避捕食昆虫相关的次生代谢产物在谱系树中出现的频率更高，而且平均丰度（abundance）也高于其他化合物（图2）。该研究结果表明了杂食性食草者（generalist herbivores）在植物化学多样性的形成中起到了重要作用。因此，支持植物化学多样性也可能起源于植物与多种食草物种的弥散相互作用（multiple diffuse interactions）的累计效果。

     论文题该文的第一作者兼通讯作者Diego Salazar，来自于美国Florida International University生物科学系。来自于University of California, Berkeley等多家高校及秘鲁、巴西等多国科学家参与了本项研究。

图1： 31个橄榄科Protieae 族物种的谱系关系、化学投入和化学多样性。

 
图2，具有HAM（herbivore active metabolites）代谢产物的物种数量与净代谢物产量（metabolite net value）的关系。每个点代表一个HAM，颜色代表HAM对应的化学类型。b, 每个物种的HAMs数量和化学投入（chemical investment，次生代谢产物在叶片干重中的比例）的之间的关系。c, 净代谢物产量与平均的代谢产物丰度之间的关系。

Glosory

Diffuse interactions: Interactions between plants and herbivores are considered “diffuse” if the ecological interactions between two species, or their evolutionary responses, differ depending on the presence of a third species. （Wise, M.J. Arthropod-Plant Interactions (2010) 4: 159. https://doi.org/10.1007/s11829-010-9094-3）

Citation: Salazar, D., et al. 2018. Origin and maintenance of chemical diversity in a species-rich tropical tree lineage. - Nature Ecology & Evolution 2: 983-990.

全文链接https://www.nature.com/articles/s41559-018-0552-0

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