长期以来,植物进化理论主要是基于对叶片、花等地上部分的认识,而对地下根系结构和功能在进化过程中如何组织却鲜为人知。我们经过长期的积累,收集了全球369种植物一级根数据,揭示了全球根系生物地理格局,提出了一个全新的植物进化理论:在长达4亿年的植物进化过程中,地下吸收根朝更加高效、独立的方向进化,促进了植物的传播。从热带雨林到荒漠,植物吸收根直径整体在变细,倾向于更加灵活的构建方式,对共生真菌依赖性降低,通过该方式,植物单位碳投资的资源获取效率得以优化,从而能够高效地捕获稍纵即逝的水分和养分,增强了植物对环境的适应能力。在水分供应充足的热带雨林,根的设计对水力安全性考虑较低,细根和粗根物种共存,很多系统发育较古老的物种得以保存:而在水分胁迫较强的草原和荒漠,由于季节性资源供应方式不稳定,根系多样性下降。该工作揭示了隐秘在地下的适者生存的规则,在全球尺度证明了根效率是植物进化的动力,对于理解植物资源获取策略、生物地球化学循环和生物多样性保护至关重要。