科隆街道上种植的水芹(Arabidopsis thaliana)的基因构成差异很大，这使得这些植物能够适应当地的环境条件，如温度和人类干扰。信用:贾丝汀·弗洛雷斯
据科隆大学：来自科隆大学、波茨坦大学和马克斯·普朗克植物育种研究所的研究小组发现，分布在科隆街道上的小型杂草水芹(Arabidopsis thaliana)的区域系在典型的生命周期特征方面差异很大，例如开花和发芽的调节。这使它们能够适应当地的环境条件，如温度和人为干扰。
来自合作研究中心/ Transregio 341“植物生态遗传学”的研究人员发现，环境条件会从区域多样的植物品系池中过滤掉不合适的品系，因此只有具有合适性状的品系才能存活。
“这一过程被称为‘环境过滤’，是众所周知的推动植物物种在特定位置建立或持续的过程。安雅·林施塔特最近离开科隆，成为波茨坦大学生物多样性研究的教授，她说:“看到完全相同的过程也适用于一个物种的不同品系，真是令人着迷。”。这项研究发表在《生态学杂志》上的文章“拟南芥城市种群生活史特征多样性的环境过滤”中。
拟南芥是植物研究中最常见的模式生物，因此对植物生物学非常重要。大多数关于拟南芥的研究工作都集中在单个个体的后代，即所谓的Col-0系，而科隆地区自然生长的植物显示出多种系。
CRC TRR 341的发言人Juliette de Meaux教授解释说:“在我们的研究联盟中，我们致力于了解实验室中的发现如何在自然界中显现”。“一开始，我们问自己:lab系列Col-0是否与科隆自然呈现的系列相似？但后来，我们开始意识到我们的街道上有多少生态多样性。”
这项研究中分析的植物是由该研究的第一作者Gregor Schmitz博士在上班途中收集的。他注意到拟南芥在环境条件非常不同的地方自然生长。这些包括几乎没有水和营养供应的斑块，如小的路面裂缝，但也包括高度干扰的栖息地。当科学家们对植物基因组进行排序时，他们发现城市线条之间的相关性并不比更大区域的线条之间的相关性更强。
令他们惊讶的是，生物学家发现科隆的拟南芥种群在生命周期特征方面存在很大差异。这些差异有助于它们在栖息地的持久性，这些栖息地主要是在它们受到人类活动(如除草或割草)干扰的程度上有所不同。“换句话说，我们在整个城市中发现的基因多样性不是随机分布的，而是与城市环境中的特定差异相匹配，”Schmitz说。
大多数植物利用寒冷来调节开花的时间。通过这种方式，它们确保开花不会发生在隆冬。在科隆的街道上，科学家们发现了利用低温调节开花的拟南芥品系，也发现了不利用低温的品系:它们在发芽后很快开花。
此外，该小组还发现了一些种子在高温下暴露几天后会休眠的品系，以及那些种子在高温下不会休眠的品系。
“因此，不同的线可以显示非常不同的生命周期，”德莫说。“有些非常快，它们不需要休眠，开花前不需要低温，而另一些较慢，它们诱导休眠的能力强，开花需要低温。在如此小的区域内出现如此多的多样性令人惊讶，但最令人钦佩的是看到它随着我们街道上环境干扰的梯度而变化。”
科学家们将进一步调查环境异质性如何选择科隆城市拟南芥植物的特定基因变异。
