蛇形生态系统揭示了植物适应和物种形成的性质

生活在不寻常土壤中的植物，例如必需营养素极低水质分析仪的植物，可以深入了解适应，自然选择和特有性的机制。Arthur Kruckeberg于1951年发表的一篇关于蛇纹石植物特有性的开创性论文为未来研究自然选择与物种形成之间的联系奠定了坚实的基础。《美国植物学杂志》（American Journal of Botany）最近发表的一篇文章重点介绍了这篇论文如何影响了随后对局部适应、进化路径以及气候、土壤和特有性之间关系的研究。

在AJB百年纪念评论系列论文中的最新一篇中，AJB Anacker（加州大学戴维斯分校）研究了Kruckeberg的1951年AJB论文对我们随后对植物进化和生态学的理解的影响。

Kruckeberg的经典论文报道了互惠移植实验，其中他对植物竞争，局部适应和物种形成进行了一些概括。Kruckeberg表明，蛇纹石土壤的强大选择压力 - 其特征是必需养分和水含量低，重金属含量高 - 可以导致土壤生态型（遗传上不同的植物品种）的形成，这是蛇纹石特有性进化的第一步（例如，仅在蛇形类型土壤中发现的植物）。这些重要的初步发现刺激了随后对确定蛇纹石适应基础的植物性状（从分子到有机体）的研究。

Anacker提请注意Krukkeberg论文的第二个重要贡献 - 研究特有物种的历史起源，例如在蛇形土壤中发现的物种。Anacker解释说，特有物种被认为起源于两种方式：新昆虫是通过附近的祖先分类群形成的物种，而古昆虫是在栖息地特定种群灭绝后形成的物种。Kruckeberg认为蛇形生态型代表了古人类学道路上的第一步。虽然这刺激了这一领域的大量研究，但Anacker指出，几种蛇纹石地方病似乎起源于附近的祖类群，因此新流行途径也可能很重要。

有趣的是，Kruckeberg的实验还表明，许多蛇形生态型实际上在非蛇形土壤上的表现比在蛇形土壤上的表现更好，这就引出了一个问题，即为什么在非蛇形土壤上也没有发现蛇纹石适应的植物。Anacker指出，Kruckeberg是最早表明竞争可能在蛇形专业化中发挥关键作用的人之一。他还强调了最近的研究表明，蛇形物种通常是生长缓慢的压力耐受者，而不是快速增长的竞争优势，并且它们对更耐旱的适应性使它们在水和养分不受限制的土壤中处于劣势。

虽然蛇形生态系统是特殊而独特的环境，但Krukkeberg和随后的研究人员已经表明，这些系统对于揭示植物生态学和进化的更广泛方面是多么重要。