校正反应范式——重新评估可塑性

　　表型可塑性是进化生物学和生态学的中心概念之一。也是半个世纪以来这两个学科中争论的焦点之一。植物表型受到基因型、环境和发育的影响，因此，如何量化表型与这三者关系一直是生态学研究的核心任务【生态学本身就是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学】。以往量化表型和环境关系常常以传统反应范式（classical reaction norm）为基础，而传统反应范式常常忽略个体发育过程（个体大小）对表型的影响（即表观可塑性或假的可塑性，因为它不是环境变化引起的真实可塑性）。 

　　中国科学院新疆生态与地理研究所李彦研究员团队在传统反应范式与异速生长理论（allometry）基础上提出了新的综合理论框架。在新理论框架下：（1）用个体大小校正了传统反应范式并建立了新反应范式——个体大小校正反应范式（size-correction reaction norm）；（2）量化了传统反应范式和异速生长之间的关系（包括重新评估可塑性的四个设想）；（3）展示了怎样量化和区分真实可塑性和表观可塑性。 

　　李彦团队应用新理论框架对多年生荒漠植物进一步研究发现：多年生荒漠植物（以梭梭和白梭梭为例，不包括短命植物或一年生长营养期植物）生物量分配模式的可塑性是一种表观可塑性。原因是：荒漠是受降水事件主导的生态系统，而降水频率低，又常常高度不可预测且大部分情况下又是短时间内发生。降水事件的高度不可预测性决定了多年生荒漠植物采取真实可塑性策略是有害的（代价高）。相反采取保守可塑性策略（表观可塑性）的代价低而且有效。并且这种表观可塑性部分决定了（其它的决定因素包括养分在植物体内的周转或保存能力等）植物幼苗阶段的竞争能力和成年植株的空间分布格局。 

　　李彦团队在理论和实践结合的基础上，分析了新理论框架和基因-环境相互作用理论框架（genotype × environment interaction）的关系，新理论框架是对基因-环境相互作用理论的补充，并将应用范围从基因型水平上推广到种群水平上，为量化基因-环境相互作用关系提供了另一条可选的途径。最后，强调了区分和量化表观可塑性和真实可塑性的重要性：区分表观可塑性和真实可塑性有助于正确评估植物适应环境需要付出的代价；反之，本质上我们将错误估计植物功能性状对气候变化响应的量级、持续性甚至方向，因为表观可塑性不是当代环境（短期）变化引起的真实可塑性，而是由进化历史（长期）造成的。 

　　上述研究结果以长文形式发表于Scientific Reports。 

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