2015年，加州東南部的一個(gè)農(nóng)村社區(qū)向丹尼爾溫克勒(Daniel Winkler)和他的博士生導(dǎo)師特拉維斯赫克斯曼(Travis Huxman)求助，要求他們幫助一個(gè)傷害當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的入侵者。一種被稱為撒哈拉芥菜(Brasilia Tournefortii)的舊年度植物在美國(guó)西南部的沙漠中迅速蔓延，春天在當(dāng)?shù)氐陌苍?博雷戈沙漠鋪上地毯，扼殺了當(dāng)?shù)匚慰偷皆摰貐^(qū)的野花。本土植物的消失使依賴它們的動(dòng)物面臨食物和住所的風(fēng)險(xiǎn)。芥末正在擾亂整個(gè)沙漠生態(tài)系統(tǒng)。
Tubcanyon自然保護(hù)協(xié)會(huì)要求Winkler接受一個(gè)項(xiàng)目，以找出是什么讓撒哈拉芥末如此成功地適應(yīng)——并希望了解更多關(guān)于如何阻止它的信息。溫克勒將于8月11日在俄勒岡州波特蘭市舉行的2017年美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)年會(huì)上報(bào)告他的發(fā)現(xiàn)。
溫克勒說(shuō)：“2015年，我進(jìn)行了美國(guó)最偉大的公路旅行——5000英里的高速公路、土路和步道——并訪問(wèn)了加利福尼亞州、亞利桑那州、新墨西哥州、得克薩斯州、猶他州和內(nèi)華達(dá)州的50多個(gè)地方，這些地方的芥末目前在美國(guó)的撒哈拉沙漠中。他收集了2000個(gè)葉子樣本和多達(dá)一百萬(wàn)顆種子。
這個(gè)項(xiàng)目非常適合溫克勒，他在索諾蘭研究過(guò)當(dāng)?shù)氐幕ɑ?。在獲得生態(tài)學(xué)博士學(xué)位之前，他曾在美國(guó)土地管理局和魚類及野生動(dòng)物管理局工作多年。他收集的公路旅行包括在十個(gè)國(guó)家公園和紀(jì)念碑的停留。他與公園管理者、公民科學(xué)家項(xiàng)目和志愿者團(tuán)體合作獲取樣本。
“獲得在這些公園工作的許可通常是一個(gè)挑戰(zhàn)，但在這種情況下，我立即回了電話。土地管理者不知道如何阻止撒哈拉芥末的傳播。它生長(zhǎng)迅速，能自我受精，每株植物能產(chǎn)生多達(dá)10，000粒種子。這是一個(gè)真正的問(wèn)題，”溫克勒說(shuō)。
回到實(shí)驗(yàn)室，溫克勒通過(guò)多代花園實(shí)驗(yàn)研究了植物對(duì)當(dāng)?shù)貤l件的適應(yīng)性。這些實(shí)驗(yàn)是從他收集的穿越撒哈拉芥末范圍的公路旅行中挑選的十個(gè)代表性地點(diǎn)的種子。他發(fā)現(xiàn)，種子萌發(fā)、葉片生長(zhǎng)和開花的時(shí)間已經(jīng)轉(zhuǎn)移到被其入侵的景觀中的溫度和降水模式上。撒哈拉芥末變化非?？欤詰?yīng)對(duì)冬天多變的降雨。
撒哈拉芥菜的原產(chǎn)地是歐洲南部、非洲北部和中東大部分地區(qū)。認(rèn)為是20世紀(jì)20年代傳入美國(guó)加州科奇拉谷，80、90年代開始在西南地區(qū)傳播，近20年左右才經(jīng)歷爆發(fā)式增長(zhǎng)。溫克勒說(shuō)，相對(duì)較新的機(jī)構(gòu)希望它能被根除。他的下一步是從原產(chǎn)地收集樣本，并與美國(guó)的植物進(jìn)行比較，以了解更多關(guān)于這種植物在北美的原始介紹。
Winkler博士是加州大學(xué)歐文分校的學(xué)生，他獲得了2016年生態(tài)學(xué)會(huì)Forrest Shreve學(xué)生基金的獎(jiǎng)項(xiàng)，該基金提供了1，000-2，000美元，用于支持歐空局研究生或本科生在北美炎熱沙漠(索諾拉、莫哈維、奇瓦瓦和比茲凱諾)的生態(tài)研究。該獎(jiǎng)項(xiàng)的支持將支持快速“下一代”DNA測(cè)序，以揭示每種植物獨(dú)特的遺傳特征。通過(guò)比較基因特征，他將知道生長(zhǎng)在美國(guó)西南部的類似植物的種群和撒哈拉芥菜的本地種群。他說(shuō)，找到生物控制劑可能有助于確定美國(guó)入侵的位置或來(lái)源。
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