在全球變化背景下，生物入侵進(jìn)程持續(xù)加快，對(duì)生態(tài)安全造成的威脅日趨嚴(yán)重。以往研究多集中于單一營(yíng)養(yǎng)級(jí)層面的生物互作，難以全面、系統(tǒng)地揭示入侵植物高度適應(yīng)性及其生態(tài)破壞力的潛在驅(qū)動(dòng)機(jī)制。突破學(xué)界的傳統(tǒng)認(rèn)知，開(kāi)展多營(yíng)養(yǎng)級(jí)整合研究，已成為入侵生態(tài)學(xué)發(fā)展的迫切需求。

近日，河南大學(xué)生物互作與生態(tài)安全實(shí)驗(yàn)室在生態(tài)學(xué)頂級(jí)期刊《Trends in Ecology & Evolution》發(fā)表題為“Escaping enemies enhances invader mutualisms: role of metabolites”的研究成果。該研究創(chuàng)新性地提出“次生代謝物重分配驅(qū)動(dòng)外來(lái)植物入侵”這一全新理論框架，系統(tǒng)破譯了入侵植物借助“化學(xué)外交”重塑生態(tài)關(guān)系、構(gòu)筑競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的內(nèi)在邏輯，為解析入侵植物的快速適應(yīng)機(jī)制開(kāi)辟了全新視角。

研究團(tuán)隊(duì)整合經(jīng)典入侵生態(tài)學(xué)理論假說(shuō)，結(jié)合現(xiàn)有植物次生代謝的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，提出了“次生代謝物重分配推動(dòng)外來(lái)植物入侵”的理論框架。該框架指出，當(dāng)外來(lái)植物傳入新生境后，往往能夠逃離原生地天敵的制約（天敵逃逸假說(shuō)），新的取食壓力促使其減少防御性次生代謝產(chǎn)物的合成，特別是對(duì)地上植食性昆蟲(chóng)（進(jìn)化增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力假說(shuō)）；同時(shí)，外來(lái)植物將節(jié)約的資源重新分配至地下部分，增加促進(jìn)叢枝菌根真菌共生關(guān)系的次生代謝產(chǎn)物投入，從而增強(qiáng)互利共生作用（增強(qiáng)共生假說(shuō)），進(jìn)一步推動(dòng)其入侵進(jìn)程（見(jiàn)圖）。該理論有機(jī)整合了地上與地下多營(yíng)養(yǎng)級(jí)互作、敵對(duì)與共生關(guān)系、以及次生代謝產(chǎn)物的分配策略，系統(tǒng)闡述了生物互作驅(qū)動(dòng)外來(lái)植物入侵的內(nèi)在機(jī)制和入侵過(guò)程中生態(tài)策略與進(jìn)化適應(yīng)的協(xié)同機(jī)制，對(duì)入侵生態(tài)學(xué)的理論發(fā)展具有重要意義。

圖：外來(lái)入侵植物的多營(yíng)養(yǎng)級(jí)互作關(guān)系及其次生代謝調(diào)控機(jī)制

河南大學(xué)田寶良副教授為論文第一作者，丁建清教授與中國(guó)科學(xué)院武漢植物園黃偉研究員為共同通訊作者，美國(guó)萊斯大學(xué)Evan Siemann教授對(duì)理論構(gòu)建做出了重要貢獻(xiàn)。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2024YFF1307500）和國(guó)家自然科學(xué)基金（U21A20190, 32271745, 31971558）的資助。

《Trends in Ecology & Evolution》是生態(tài)學(xué)（JCR排名1/200）和進(jìn)化生物學(xué)（JCR排名1/53）領(lǐng)域的頂級(jí)期刊，以發(fā)表簡(jiǎn)潔、易讀，且具有深度的綜述（Reviews）、觀點(diǎn)（Opinions）和論文（Forum）等文章為主，以跨學(xué)科綜述和對(duì)全球熱點(diǎn)議題的聚焦著稱(chēng)，是該領(lǐng)域的重要學(xué)術(shù)風(fēng)向標(biāo)。

https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(25)00222-8