前面的话

   祝福河北科技大学的韩春雨老师，时代的正能量，让我等年轻的博士看到了光亮，是2016年的张益唐，让我们对科学创新有了新的认识。

 咱们直入正题，自从上研究生以来，本人一直思考一个问题：什么导致了植物入侵？直接原因和间接原因都是什么？同样是外来种，为何有的物种变成了invasive，而其它的成为了non-invasive species。

 在以往研究当中，我们通常是将外来入侵种与本地种进行比较，试图找出外来入侵种的“超常之处”，这么做的思维范式来源于达尔文进化论的论述，还有Baker目录（Baker认为入侵种初期定居成功与否,与其生物学及生活史特征相关），例如我们2011年在浙江省临海市进行的温室实验，是典型的这种思维范式的应用（见图1）。

图1 将外来入侵种与同属（或近缘）本地种成对进行比较，寻找施加各种处理的生态学差异响应

图2 实际试验的照片，图片中出现的植物是短叶黍，处理是加N不加N，N的形式是硝酸铵，拍摄时间2011年

 图一和图二是理论与实践的对应。在这样多个同属（近缘）关系物种对的基础上，施加一系列的处理，进而寻求入侵种与本地种的差异。而实践也证明了这种差异是不难找到的（可查看我11年发表的文章）。

 但是，我不禁会想，即使找到了差异又能怎么样，能从根本上解释入侵的发生吗？这个问题重新的涉及到了对植物入侵本质的认识问题，这就不能不提我在德国的指导老师Mark van kleunen在2010年《Ecology Letter》上的著名论文“入侵种不同吗？”（见图3）

图3 研究入侵机理的思维范式图，以往的研究（对比入侵种与本地种）是对A过程的研究，目前比较流行的观点是B过程的差异是形成入侵的主要矛盾，同时F1与F2过程的差异（尤其是多个物种对而言）才是解释入侵原因的法宝，例如：加拿大一枝黄花，native range是指北美，introduced range就是中国，我们并不是看重一枝黄花跟其他本地菊科植物相比有多么“牛”，而是看重为何一枝黄花成功入侵，而跟它类似的其他外来种为何没有变的入侵，这期间都分别发生了什么？

 之后到了德国，我们的主线工作就围绕着揭示外来入侵种（Alien invasive）与外来非入侵(Alien non-invasive)的差异展开，之后我们开展温室实验，引入与本地种竞争等处理（理论根据是：群落是外来种定居的群落，外来种是本地群落接纳的外来种，一定要在群落的背景下探讨 才有意义），试图发现二者的不同。从这个时候开始，研究组就已经意识到“植物化感作用”扮演着很重要的角色。而且这种角色无论是对外来目标种还是本地竞争种都是有着显著的影响（正修改暂未发表数据）。而且这种影响主要针对的就是植物地下部分（图4）

图4 AC为活性炭的缩写，添加活性炭显著的提高了本地竞争种的地下生物量，尽管总生物量是不显著的。

  化感效应在植物入侵生态学领域中，尤其是地下生态学过程中扮演的角色一直是“谜一般的存在”，还好2015年研究组的一篇综述提出了概念图式的范式解答（见图5）。

图5 植物化感效应与其它地下生态学部分过程的关系，实线代表直接作用，虚线代表间接作用，只有7号代表可能的抑制，其它均为促进，本过程的输出就是植物竞争力的提高，输入是指“天敌释放假说-即逃离地下的天敌后植物发生了一些生存策略上的权衡或是特殊基因型选择，总之使得逃离天敌这个事件有利于自身的适合度”

 这不禁让我想到了“中心法则”，“系统论”，给人的直觉印象就是这个问题绝对不简单，大有文章可做。例如：根系特征与化感能力是否存在相关性，这两者的关系与入不入侵有关联吗？

 无论是基因型差异选择引起的，还是EICA（快速进化假说）事件的发生，还是植物表观可塑性的微调，总之，群落地下部分天敌的缺失，使得根系特征发生了某种改变，可能分支增多，可能分支长度加长（见图6），可能化感的能力变化。

图6 根系特征可能的变化，这一系列变化直接与土壤微生物和线虫、其他无脊椎动物相互关联，发生复杂的交互效应。

未来的几个可能的研究方向
1 基于不同地方土壤，例如加拿大一枝黄花，取原产地的土壤与国内的土壤进行移栽对比。

2 基于新的根系收获、分析方法（构型、构象分析、同位素示踪），同位素标记氮素，研究养分的具体分配。构型、构象分析则涉及到真菌的结合度问题，是非常值得研究的新方向。

3 基于现有假说的补充与对立面，例如本地种的化感潜力对入侵的抵御

4 基于不同基因型的，收集全国范围内的不同基因型，进行统一实验，发现基因型对应的差异，具体分析……

结语

   我不禁想到，韩春雨老师是做分子的，那玩意要平台、要设备、甚至要优秀的研究生，做起来难度比我们领域的实验难万分，人家都能克服种种困难做出成绩，我们好像用不到那么“高精尖”的技术和方法，又有什么理由不追赶世界先进水平呢？

相关阅读：

1 有关入侵种与本地种的比较研究----http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11258-014-0408-x

2 Mark关于入侵研究范式的论述----http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2010.01503.x/abstract

3 关于地下过程的综述讨论----https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/handle/123456789/32044/Dawson_0-305233.pdf?sequence=3