芥菜入侵美国西南部撒哈拉的根源

2015年，加州东南部的一个农村社区向丹尼尔温克勒(Daniel Winkler)和他的博士生导师特拉维斯赫克斯曼(Travis Huxman)求助，要求他们帮助一个伤害当地经济的入侵者。一种被称为撒哈拉芥菜(Brasilia Tournefortii)的旧年度植物在美国西南部的沙漠中迅速蔓延，春天在当地的安扎-博雷戈沙漠铺上地毯，扼杀了当地吸引游客到该地区的野花。本土植物的消失使依赖它们的动物面临食物和住所的风险。芥末正在扰乱整个沙漠生态系统。

Tubcanyon自然保护协会要求Winkler接受一个项目，以找出是什么让撒哈拉芥末如此成功地适应——并希望了解更多关于如何阻止它的信息。温克勒将于8月11日在俄勒冈州波特兰市举行的2017年美国生态学会年会上报告他的发现。

温克勒说：“2015年，我进行了美国最伟大的公路旅行——5000英里的高速公路、土路和步道——并访问了加利福尼亚州、亚利桑那州、新墨西哥州、得克萨斯州、犹他州和内华达州的50多个地方，这些地方的芥末目前在美国的撒哈拉沙漠中。他收集了2000个叶子样本和多达一百万颗种子。

这个项目非常适合温克勒，他在索诺兰研究过当地的花卉。在获得生态学博士学位之前，他曾在美国土地管理局和鱼类及野生动物管理局工作多年。他收集的公路旅行包括在十个国家公园和纪念碑的停留。他与公园管理者、公民科学家项目和志愿者团体合作获取样本。

“获得在这些公园工作的许可通常是一个挑战，但在这种情况下，我立即回了电话。土地管理者不知道如何阻止撒哈拉芥末的传播。它生长迅速，能自我受精，每株植物能产生多达10，000粒种子。这是一个真正的问题，”温克勒说。

回到实验室，温克勒通过多代花园实验研究了植物对当地条件的适应性。这些实验是从他收集的穿越撒哈拉芥末范围的公路旅行中挑选的十个代表性地点的种子。他发现，种子萌发、叶片生长和开花的时间已经转移到被其入侵的景观中的温度和降水模式上。撒哈拉芥末变化非常快，以应对冬天多变的降雨。

撒哈拉芥菜的原产地是欧洲南部、非洲北部和中东大部分地区。认为是20世纪20年代传入美国加州科奇拉谷，80、90年代开始在西南地区传播，近20年左右才经历爆发式增长。温克勒说，相对较新的机构希望它能被根除。他的下一步是从原产地收集样本，并与美国的植物进行比较，以了解更多关于这种植物在北美的原始介绍。

Winkler博士是加州大学欧文分校的学生，他获得了2016年生态学会Forrest Shreve学生基金的奖项，该基金提供了1，000-2，000美元，用于支持欧空局研究生或本科生在北美炎热沙漠(索诺拉、莫哈维、奇瓦瓦和比兹凯诺)的生态研究。该奖项的支持将支持快速“下一代”DNA测序，以揭示每种植物独特的遗传特征。通过比较基因特征，他将知道生长在美国西南部的类似植物的种群和撒哈拉芥菜的本地种群。他说，找到生物控制剂可能有助于确定美国入侵的位置或来源。

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