Published October 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Association of spring phenological traits with phylogeny and adaptation to native climate in temperate plant species in Northeast China

Creators

  • 1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences
  • 3. Higher Education Commission
  • 4. Qatar University

Description

The effects of climate change on plant phenology have been widely recognized around the world. However, the effect of plant internal factors (such as phylogeny) on the variations in phenology among plant species remains unclear. In this study, we investigated the phylogenetic conservatism in spring phenological traits using phylogenetic signal and evolutionary models, including Brownian motion (BM) model, Ornstein–Uhlenbeck (OU) model and white noise (WN) model, based on the phenological data of 48 temperate plant species in Northeast China. We also explored the relative contributions of phylogeny and adaptation to native climate (i.e., the climate in native range of species) to the variations in the phenological traits among species using phylogenetic eigenvector regression and variance partitioning analysis. The results showed thatspring phenological traits conformed to the OU model, indicating thatspring traits were phylogenetically conserved. The effect of phylogeny on flowering traits was stronger than that on leaf-out traits. Additionally, the adaptation to native climate contributed more to the variations in spring phenological traits among species than phylogeny, and adaptation to native climate explained more variations in leaf-out traits than in flowering traits. Our results suggested that the spring phenological traits were constrained by both phylogeny and adaptation to native climate. However, the adaptation to native climate had a stronger effect on the variations in phenological traits than phylogeny. Therefore, the degree of similarity in spring phenological traits across closely related species depends on the degree of similarity in the environmental conditions where these close relatives are distributed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم التعرف على آثار تغير المناخ على الفينولوجيا النباتية على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن تأثير العوامل الداخلية للنبات (مثل تطور السلالات) على الاختلافات في الفينولوجيا بين الأنواع النباتية لا يزال غير واضح. في هذه الدراسة، قمنا بالتحقيق في المحافظة الوراثية في الصفات الفينولوجية الربيعية باستخدام الإشارة الوراثية والنماذج التطورية، بما في ذلك نموذج الحركة البراونية (BM)، ونموذج أورنشتاين- أولينبيك (OU) ونموذج الضوضاء البيضاء (WN)، بناءً على البيانات الفينولوجية لـ 48 نوعًا من النباتات المعتدلة في شمال شرق الصين. كما استكشفنا المساهمات النسبية لعلم الوراثة والتكيف مع المناخ الأصلي (أي المناخ في النطاق الأصلي للأنواع) للتغيرات في السمات الفينولوجية بين الأنواع باستخدام تحليل الانحدار الذاتي الوراثي وتحليل تقسيم التباين. أظهرت النتائج أن الصفات الفينولوجية للربيع تتوافق مع نموذج الوحدة التنظيمية، مما يشير إلى أن سمات الربيع تم الحفاظ عليها وراثيًا. كان تأثير تطور السلالات على الصفات المزهرة أقوى من تأثيره على الصفات الورقية. بالإضافة إلى ذلك، ساهم التكيف مع المناخ الأصلي في الاختلافات في الصفات الفينولوجية الربيعية بين الأنواع أكثر من تطور السلالات، وفسر التكيف مع المناخ الأصلي المزيد من الاختلافات في الصفات الورقية أكثر من الصفات المزهرة. أشارت نتائجنا إلى أن الصفات الفينولوجية الربيعية كانت مقيدة بكل من تطور السلالات والتكيف مع المناخ الأصلي. ومع ذلك، كان للتكيف مع المناخ الأصلي تأثير أقوى على الاختلافات في السمات الفينولوجية من تطور السلالات. لذلك، فإن درجة التشابه في الصفات الظاهرية الربيعية عبر الأجناس ذات الصلة الوثيقة تعتمد على درجة التشابه في الظروف البيئية حيث يتم توزيع هذه الأقارب المقربين.

Translated Description (French)

Les effets du changement climatique sur la phénologie des plantes ont été largement reconnus dans le monde entier. Cependant, l'effet des facteurs internes aux plantes (tels que la phylogénie) sur les variations phénologiques entre les espèces végétales reste incertain. Dans cette étude, nous avons étudié le conservatisme phylogénétique dans les traits phénologiques printaniers en utilisant le signal phylogénétique et des modèles évolutifs, y compris le modèle de mouvement brownien (BM), le modèle d'Ornstein–Uhlenbeck (OU) et le modèle de bruit blanc (WN), basés sur les données phénologiques de 48 espèces de plantes tempérées dans le nord-est de la Chine. Nous avons également exploré les contributions relatives de la phylogénie et de l'adaptation au climat indigène (c.-à-d. le climat dans l'aire de répartition indigène des espèces) aux variations des traits phénologiques parmi les espèces en utilisant la régression phylogénétique des vecteurs propres et l'analyse de partitionnement de la variance. Les résultats ont montré que les traits phénologiques du ressort étaient conformes au modèle OU, indiquant que les traits du ressort étaient conservés phylogénétiquement. L'effet de la phylogénie sur les traits floraux était plus fort que celui sur les traits foliaires. De plus, l'adaptation au climat indigène a davantage contribué aux variations des traits phénologiques printaniers entre les espèces que la phylogénie, et l'adaptation au climat indigène a expliqué plus de variations dans les traits foliaires que dans les traits floraux. Nos résultats suggèrent que les traits phénologiques printaniers sont contraints à la fois par la phylogénie et par l'adaptation au climat indigène. Cependant, l'adaptation au climat indigène a eu un effet plus fort sur les variations des traits phénologiques que la phylogénie. Par conséquent, le degré de similitude des traits phénologiques printaniers entre espèces étroitement apparentées dépend du degré de similitude des conditions environnementales dans lesquelles ces proches parents sont distribués.

Translated Description (Spanish)

Los efectos del cambio climático en la fenología de las plantas han sido ampliamente reconocidos en todo el mundo. Sin embargo, el efecto de los factores internos de las plantas (como la filogenia) sobre las variaciones en la fenología entre las especies de plantas sigue sin estar claro. En este estudio, investigamos el conservadurismo filogenético en los rasgos fenológicos de primavera utilizando modelos de señal filogenética y evolutivos, incluido el modelo de movimiento browniano (BM), el modelo de Ornstein–Uhlenbeck (OU) y el modelo de ruido blanco (WN), basados en los datos fenológicos de 48 especies de plantas templadas en el noreste de China. También exploramos las contribuciones relativas de la filogenia y la adaptación al clima nativo (es decir, el clima en el rango nativo de especies) a las variaciones en los rasgos fenológicos entre especies utilizando la regresión filogenética de vectores propios y el análisis de partición de varianza. Los resultados mostraron que los rasgos fenológicos de la primavera se ajustaron al modelo OU, lo que indica que los rasgos de la primavera se conservaron filogenéticamente. El efecto de la filogenia en los rasgos de floración fue más fuerte que en los rasgos de deshojado. Además, la adaptación al clima nativo contribuyó más a las variaciones en los rasgos fenológicos de primavera entre las especies que la filogenia, y la adaptación al clima nativo explicó más variaciones en los rasgos de deshojado que en los rasgos de floración. Nuestros resultados sugirieron que los rasgos fenológicos de primavera estaban limitados tanto por la filogenia como por la adaptación al clima nativo. Sin embargo, la adaptación al clima nativo tuvo un efecto más fuerte sobre las variaciones en los rasgos fenológicos que la filogenia. Por lo tanto, el grado de similitud en los rasgos fenológicos de primavera entre especies estrechamente relacionadas depende del grado de similitud en las condiciones ambientales donde se distribuyen estos parientes cercanos.

Files

Association%20of%20spring%20phenological%20traits%20with%20phylogeny%20and%20adaptation%20to%20native%20climate%20in%20temperate%20plant%20species%20in%20Northeast%20China.pdf.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:79ce4f9ed3f32f2c5e9a350cd2396f44
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ارتباط الصفات الفينولوجية الربيعية بتطور السلالات والتكيف مع المناخ الأصلي في أنواع النباتات المعتدلة في شمال شرق الصين
Translated title (French)
Association des caractères phénologiques printaniers avec la phylogénie et l'adaptation au climat indigène chez les espèces végétales tempérées du nord-est de la Chine
Translated title (Spanish)
Asociación de rasgos fenológicos primaverales con la filogenia y la adaptación al clima nativo en especies de plantas templadas en el noreste de China

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4294043021
DOI
10.1016/j.ecolind.2022.109381

Is supplement to
https://openalex.org/W2949296710 (Other)
https://openalex.org/W2883025420 (Other)
https://openalex.org/W2604174992 (Other)
https://openalex.org/W2375383082 (Other)
https://openalex.org/W2174809885 (Other)
https://openalex.org/W2111939425 (Other)
https://openalex.org/W2065083790 (Other)
https://openalex.org/W2057191541 (Other)
https://openalex.org/W1992658754 (Other)
https://openalex.org/W1974895455 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1057428808
  • https://openalex.org/W1605984840
  • https://openalex.org/W180914203
  • https://openalex.org/W1906043951
  • https://openalex.org/W1977808777
  • https://openalex.org/W1991627562
  • https://openalex.org/W1996346632
  • https://openalex.org/W2004169255
  • https://openalex.org/W2013410948
  • https://openalex.org/W2029411945
  • https://openalex.org/W2033856204
  • https://openalex.org/W2061545130
  • https://openalex.org/W2065519319
  • https://openalex.org/W2067033985
  • https://openalex.org/W2095925225
  • https://openalex.org/W2096682311
  • https://openalex.org/W2096694793
  • https://openalex.org/W2097657595
  • https://openalex.org/W2102384105
  • https://openalex.org/W2106002902
  • https://openalex.org/W2114525641
  • https://openalex.org/W2119470700
  • https://openalex.org/W2124726310
  • https://openalex.org/W2139273008
  • https://openalex.org/W2151499460
  • https://openalex.org/W2155622357
  • https://openalex.org/W2156352915
  • https://openalex.org/W2162399971
  • https://openalex.org/W2163621721
  • https://openalex.org/W2172599765
  • https://openalex.org/W2179984775
  • https://openalex.org/W2464074904
  • https://openalex.org/W2548700074
  • https://openalex.org/W2595992529
  • https://openalex.org/W2738125289
  • https://openalex.org/W2738479842
  • https://openalex.org/W2770437447
  • https://openalex.org/W2775771236
  • https://openalex.org/W2800961193
  • https://openalex.org/W2808478285
  • https://openalex.org/W2912055879
  • https://openalex.org/W2922439782
  • https://openalex.org/W2922633580
  • https://openalex.org/W3000137512
  • https://openalex.org/W3002831817
  • https://openalex.org/W3039850498
  • https://openalex.org/W3107851391
  • https://openalex.org/W3110884039
  • https://openalex.org/W3128857819
  • https://openalex.org/W3133873318
  • https://openalex.org/W3134188190
  • https://openalex.org/W3149261366
  • https://openalex.org/W3155861638
  • https://openalex.org/W3183111160
  • https://openalex.org/W4226149543
  • https://openalex.org/W4232592570
  • https://openalex.org/W4236265079
  • https://openalex.org/W4376595873