O去年十月，一个寒冷的下午，在亚利桑那州北部的一所大学里，植物遗传学家Thomas Whitham提出了一项拯救数百种物种免遭灭绝的计划。惠瑟姆说，在过去的几年里，他和他的同事们利用一系列的实验花园，近实时地研究了温度变暖对植物的影响，以及气候变化对植物种群的影响。
在这些花园中，从沙漠到高山森林，这些花园位于西南地区不同的生态系统和海拔高度，威瑟姆种植了相同物种的不同基因型。这使他能够识别出更好的基因系，即能够最好地应对环境压力的基因型。这一成果是30年来对抗气候变化的竞赛的高潮，目的是创建能够应对全球变暖的生态系统。
但惠瑟姆的工作并不仅仅着眼于未来。他致力于帮助关键物种及其所支持的社区在气候变化中生存，这使他与土地管理局、自然保护协会和美国林业局等保护领域的一些知名人士进行了合作。他的实验花园的初步结果（总共10个）表明，随着温度的变化，物种已经改变了它们的活动范围。在科罗拉多河下游，惠瑟姆正在运用他所学到的知识，建议土地管理局在森林火灾后重新种植哪些树种。惠瑟姆说：“如果他们搞错了，种植的树木不能应对日益增加的热量，他们将失去整个价值6.26亿美元的[重新造林]项目。”
他说，将物种转移到新的领地并不总是奏效——看看澳大利亚的兔子，但“这是我们必须做的。”。“我们最好好好干一干，因为选项根本不好。大多数人都不知道全球变化危机有多严重。”在过去5.4亿年中，已经发生了五次大灭绝，生物学家认为我们已经进入了第六次大灭绝。去年的一项研究发表在自然界显示今天四分之三的动物物种将在未来300年内消失。
这就是为什么惠瑟姆不仅在研究特定有机体的遗传，而且在研究整个生态系统的遗传“基因与生态系统”战略,他说。他的工作的动机是需要在物种消失之前从气候变化中拯救它们。(一部关于他的研究成果的纪录片，千根看不见的绳索：基因与生态系统的连接有些日子，惠瑟姆觉得这部作品令人难以忍受地沮丧。“三十年前，我会讨厌我现在做的事情。但那时我仍然希望气候变化不会变得如此糟糕。”
G惠瑟姆一家在爱荷华州长大，拥有一个批发苗圃，在那里培育植物，激发了他早期对基因的兴趣。他说：“我的工作是在一排排温室里走走，寻找突变体。”。“如果他们看起来不同，我们会尝试传播它们。”他早年的兴趣使他来到犹他大学，在那里Whitham迷上了白杨树。沿着西南部的大部分河流，你可以看到棉白杨树，高大的植物，细长的树枝上镀着金黄色的绿叶。本地Apache咀嚼它的花蕾作为一种树胶，在干草缺乏的时候用它的树枝喂马，用它的叶子来代替烟草，把它的枝条编成篮子。
但在一次散步中，惠瑟姆注意到一个惊人的现象:一些树上有数百万只蚜虫，这是一种吃树液的小植物虱，而附近的同类树上却没有蚜虫。出于好奇，惠瑟姆从81棵树上取下了插枝，将它们种植在亚利桑那州北部的一个试验园中。这些无性系在控制条件下生长，种植在相同的土壤中，同时浇水。然而奇怪的是，从被蚜虫感染的树上剪下来的枝条再次被蜂拥而至，而从健康的、没有蚜虫的树上剪下来的枝条却没有被感染。惠瑟姆说，“毫无疑问，在树木中有一个巨大的抗性基因成分”。
惠瑟姆说：“我们第一次证明，物种之间的联系是基于潜在的遗传学。”
当威瑟姆在他的试验花园里研究正在生长的树木时，他很快意识到，树种间基因差异的影响不仅仅局限于蚜虫:他发现被虫子吸引的不同鸟类群落也在树上不均匀地居住。“那个[研究]确实是我们在社区遗传学努力的开始，”惠瑟姆说。
去年夏天，惠瑟姆与人合著了一本纸，发表于《生态学杂志》他分析了数十名专家在测试花园中工作的大量数据。他发现，生物体群是通过与特定植物的相互作用联系在一起的，因此一起进化，类似于单一物种的特征进化。“查尔斯·达尔文谈到了纠缠的河岸，”他说，指的是达尔文著作的最后一段物种起源，这反映了大自然的深层相互联系。(“这些精心构造的形式，”达尔文说写了，“彼此如此不同，又以如此复杂的方式相互依赖，这一切都是由我们周围的法则产生的。”惠瑟姆说，“这是我们第一次证明，基于潜在的遗传学，物种之间是相互联系的。”
群体共同进化(而不是独立进化)的观点有着深刻而令人不安的后果。这意味着一个物种的遗传结构的改变可以导致整个生态系统的更大变化，反之亦然。某些关键物种的遗传多样性，比如棉白杨，成为了数百种其他生物的基石。这种相互依赖可能导致危机时期的级联效应，比如洪水或火灾之后，并使保护自然多样性的生态系统变得更加重要。关键物种遗传多样性的任何减少也会减少它们可以支持的群落的多样性，这可能会以一种难以预测的方式在生态系统中产生连锁反应。
威瑟姆的最终目标是对尽可能多的基因组进行排序，以发现哪些基因导致特定的树木与其他生物体相互作用。“培育正确的基础物种”——支持大量其他物种的物种——“可能会减缓这些地区的灭绝，”他说。他对通过基因改造人们想要的性状的想法很轻率，但他对转基因生物的批评者很敏感。尽管如此，他认为最终还是很难避免基因改造。
他说:“我们可以是纯粹主义者，而不拥有物种，或者插入基因。”但目前我们只选择自然发生的特征。”
Lois Parshley是一名自由记者和摄影师。在Twitter和Instagram上关注她@LoisParshley。
