Северные деревья оказались удивительно приспособленными к резким климатическим изменениям

❋ 4.7

Окружающая среда на Земле постоянно менялась в прошлом, иногда довольно резко. И ничего: флора и фауна как-то выживали даже после самых суровых климатических изменений. Европейские ученые продемонстрировали удивительные способности к адаптации на примере лесных деревьев, сохранивших и даже увеличивших свое генетическое разнообразие в течение многих ледниковых эпох.

Биология

# бореальные леса

# генетика

# изменение климата

# ледниковый период

Еловый лес в Европе / © Christian Ferrer via Flickr

Бореальные и северные умеренные леса существуют миллионы лет и пережили не одно оледенение. Согласно палеоданным, их ареалы и площадь распространения не раз кардинально менялись. Несмотря на это, лесные деревья сохранили генетическое разнообразие, смогли быстро приспособиться к малому ледниковому периоду (XIV-XIX века нашей эры) и максимуму последнего оледенения (27-19 тысяч лет назад).

«Это очень хорошо для биоразнообразия, ведь это ключевые виды деревьев для многих других видов, зависящих от них», — прокомментировал Паскаль Милеси из Уппсальского университета (Швеция), ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Nature Communications.

Ученые полагают, что ключ к пониманию этих процессов лежит в эффективном размере популяции (N_e), которая показывает число размножающихся особей. Как правило, их меньше реального количества индивидов. Менялся ли N_e со временем или, наоборот, оставался стабильным, несмотря на колебания реального размера популяции? Если менялся, то какую роль в этом играли климатические изменения?

На круговых диаграммах показан средний коэффициент смешения в популяции, снизу на стоблцовых диаграммах — для всех деревьев. На картах даны области распространения каждого вида, на врезках — степень изоляции по расстоянию, графики H, I показывают генетическое разнообразие и модели расхождения / © Pascal Milesi et al, 2024

«Мы считаем, что высокое генетическое разнообразие связано с тем, как виды деревьев выживали во время ледниковых периодов, и способностью пыльцы преодолевать тысячи километров, связывая растущие по отдельности леса. Это хороший знак. Значит, эволюционные механизмы прошлого могут быть полезны для привыкания к быстрым изменениям климата в настоящем», — отметил Милеси.

К работе подключились ученые из 22 научных организаций по всей Европе. Их интересовали семь самых распространенных лесных видов деревьев. Три хвойных — Picea abies (ель обыкновенная), Pinus pinaster (сосна приморская), Pinus sylvestris (сосна обыкновенная), а также четыре покрытосеменных — Betula pendula (береза повислая), Fagus sylvatica (бук европейский), Populus nigra (тополь черный), Quercus petraea (дуб скальный).

Для исследования пришлось собрать иглы и листья почти 3500 экземпляров в 164 популяциях. Из образцов выделили ДНК, секвенировали и проанализировали последовательности.

«Выяснилось, что ледниковые эпохи мало влияют на генетическое разнообразие этих семи видов деревьев. Это противоречит устоявшимся представлениям. Подмеченная нами закономерность объясняется сочетанием уникальных черт лесных видов», — пояснил исследователь.

Все семь видов показали монотонное возрастание N_e в течение большей части четвертичного периода. То есть генетическое разнообразие крупный лесных метапопуляций показало поразительную стабильность во время сильных изменений окружающей среды, хотя локально некоторые виды испытывали вымирание и серьезные сдвиги в распространении. Кроме того, N_e коррелировал по времени между группами со сходными экологическими и биологическими параметрами, пусть и не для всех видов. Вероятно, сделали вывод авторы статьи, на эффективный размер популяции больше влияют не климатические изменения, а общие особенности биологии вида.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.