北美车前入侵中的叶性状变异(2)
在üloNiinemets 和 Stefan Fleck 对北美鹅掌楸（Liriodendron tulipifera）冠层中其叶柄力学、叶倾角、形态对光辐射的有效性投资关系的研究中表明，植物可能通过增加叶面积或者增加单位叶面积的光拦截效率来提升整株植株所捕获的光的量[18]。在王俊峰和冯玉龙（2004 年）所发表的文章中，通过对比紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)与兰花菊三七(Gynura sp)的生物量分配、叶片形态和生长特性解释了紫茎泽兰对光环境的适应能力强于兰花菊三七的原理[12]。以上的研究以及相关领域的大部分研究都显示出，叶性状与植物生长、竞争光源之间有着密切的联系，是不可忽视的植物重要物理和形态学特征之一。迄今为止，大部分关于入侵植物叶形态变异的研究，是在对比不同物种之间的形态差异（包括宏观结构和微观结构的变化）的层次。但根据前人对于不同植物适应机制的研究成果中，部分研究发现植物种内存在着形态学差异，并且这些差异有可能是由表型可塑性造成的[19]。研究表明，在入侵和定殖扩散的过程中, 如果入侵种具有较强的表型可塑性, 则可以调节由遗传多样性低所造成的不足, 降低入侵种对生态型分化的依赖,从而适应多变异质的入侵生境[3]。因此, 可以推测,表型可塑性在一些遗传多样性低的外来种(尤其是克隆植物)的入侵和传播扩散的过程中可能起到关键的作用[3]。所以综上，认为入侵植物种内发生的叶形态变异可能是一个入侵成功的重要机制。于是，提出本次实验研究的层次及范围：入侵植物北美车前在入侵过程中种内的叶性状可能存在变异。基于以上的研究背景， 我们提出假设： 北美车前在入侵过程中叶性状可能出现变异。根据这个假设，我们从北美车前在原产地美国西海岸主要生长的 6个地区以及入侵地中国主要入侵的 6 个地区采回北美车前种子样本，并设置了同质种植园(common garden)实验。
通过同质种植园实验可以检验植物表型的变异是遗传分化所造成的还是表型可塑性造成的结果(Sultan,1995)[20]。Pigliucci 在 2001 年发表的文章中提出，同质园实验和交互移植实验需要相互结合， 同时进行， 这是因为同质园实验可以排除非关键因子的干扰，而交互移植实验则模拟了生物所生存的真实自然环境，两个实验需要相互支撑才可以阐明问题[21]。为排除北美车前的原产地种群和入侵地种群由于入侵过程中土壤的变化，而可能造成其叶形态变异的干扰，我们用同样的试验方法，在美国对入侵地种群和原产地种群进行了同质园实验，得到了一致结果的支撑。因为本实验主要研究的是北美车前种群内叶性状的变异，所以，试验中测量的变量有叶长、叶宽、叶面积、比叶面积、光合速率以及地上、地下部生物量。基于以上数据的比较分析来对北美车前在入侵中叶性状是否发生变异进行研究与讨论。