近日，中国农业科学院植物保护研究所在英国生态学会经典期刊《Functional Ecology》在线发表了题为“Extreme climate shifts pest dominance hierarchy through thermal evolution and transgenerational plasticity (极端气候引发害虫的热进化和跨代可塑性从而导致优势度变迁)”的研究论文。该研究新发现气候变化导致不同物种的差异性耐热性快速进化是农业害虫优势种变迁的重要原因，创新性地利用数量遗传学模型将高温热事件产生的耐热性变化解析为遗传部分（进化性适应）和可塑性部分（非进化性响应），从而清晰解释了为害同种作物的多种农业害虫种群动态变化的原因。

据马春森研究员介绍，禾谷缢管蚜（Rhopalosiphum padi）和麦长管蚜（Sitobion avenae）是我国小麦主产区（如河南省，湖北省等）的两种最主要的常发害虫。麦长管蚜在这些种植区往往相对优势度较高。然而，本研究发现在高温年或温度较高的地区，频发的高温热事件对麦长管蚜的种群增长产生不利影响，但是不影响禾谷缢管蚜的种群增长，从而造成禾谷缢管蚜的相对密度有所提高。本研究发现两种麦蚜耐热性（CT_max）的生态进化过程（Eco-evolutionary process）有明显差异：在经历多次高温选择后，禾谷缢管蚜通过快速进化（Rapid evolution）提高了耐热性，而麦长管蚜则对高温作用产生了不利的跨代可塑性（Transgenerationalplasticity）响应，降低了耐热性。在气候变暖趋势下，禾谷缢管蚜相对于麦长管蚜具有更强的进化潜力，可能会逐渐削弱麦长管蚜在中国小麦种植区的优势种地位。
该研究受到生态学家加州大学伯克利分校Caroline Williams博士的高度评价：“这个重要的研究具有高度创新性，将气候变化下的群落优势种变迁与物种对极端气候的生态进化响应相关联，对预测气候变化产生的进化生态学影响的研究方向有重要贡献。”
中国农业科学院植物保护研究所为本论文第一完成单位，博士后朱亮为论文第一作者，马春森研究员为论文通讯作者，澳大利亚墨尔本大学Ary Hoffmann教授和漯河农科院李世民研究员参与了本工作。该工作得到了国家自然科学基金重点国际合作项目（31620103914）等资助，国家植物保护数据中心为该项研究提供了田间监测数据。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.13774